Bài 4. Nhiệt dung riêng

Các hiện tượng quan sát được hằng ngày cho thấy độ lớn của nhiệt lượng cần cung cấp cho vật để làm tăng nhiệt độ của nó phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Khối lượng của vật,
Độ tăng nhiệt độ của vật,
Tính chất của chất làm vật.

Bảng 4.1. Giá trị gần đúng nhiệt dung riêng của một số chất
\begin{array}{|l|l|}
\hline
\text{Chất} & \text{Nhiệt dung riêng (J/kg.K)} \\
\hline
\text{Nước} & 4\ 200 \\
\text{Nước đá} & 2\ 100 \\
\text{Không khí} & 1\ 000 \\
\text{Thuỷ tinh} & 840 \\
\text{Đất} & 800 \\
\text{Sắt} & 440 \\
\text{Đồng} & 380 \\
\text{Thuỷ ngân} & 140 \\
\text{Chì} & 130 \\
\hline
\end{array}

Các thí nghiệm chứng tỏ rằng nhiệt lượng Q cần cung cấp cho vật để làm nó nóng lên tỉ lệ thuận với khối lượng m và độ tăng nhiệt độ ất của vật nên:
$\frac{Q}{mAT}-h\log s\delta$
Trong đó: Q là nhiệt lượng cần truyền cho vật (J);
m là khối lượng vật (kg);
AT là độ tăng nhiệt độ của vật. (K).

Với mỗi chất, hằng số trong hệ thức trên có độ lớn riêng. Hằng số này gọi là nhiệt dung riêng của chất làm vật, kí hiệu là c, có giá trị là $C=\frac{Q}{mAT}$ (4.2), đơn vị là J/kg.K.
Do đó, hệ thức tính nhiệt lượng trong quá trình truyền nhiệt để làm thay đổi nhiệt độ của vật là:
$Q=tmc{\mathrm{\Delta }}^{\mathrm{\prime }}{T}^{\mathrm{\prime }}$ (4.3)

$fic=\frac{Q}{mKV}$ nên có thể định nghĩa nhiệt dung riêng của một chất như sau:

Nhiệt dung riêng là thông tin quan trọng thường được dùng khi thiết kế các hệ thống làm mát, sưởi ấm ....

Xác định nhiệt dung riêng của nước.

Biến thế nguồn (1).
Bộ đo công suất nguồn điện (oát kế) có tích hợp chức năng đo thời gian (2).
Nhiệt kế điện từ hoặc căm hiến nhiệt độ có thang đo từ $-{20}^{\circ }C$ đến ${110}^{\circ }C$ và độ phân giải nhiệt $d\mathrm{\partial }\pm {0.1}^{\circ }C$ (3).
Nhiệt lượng kế bằng nhựa có võ xốp, kèm dây điện trở (gần ở mặt trong của nắp hình) (4).
Cân điện tử (5) (hoặc bình dong).
Các dây nổi.

Hãy trả lời các câu hỏi sau:

Đổ một lượng nước vào bình nhiệt lượng kế, sao cho toàn bộ dây điện trở chìm trong nước, xác định khối lượng nước này.
Cắm đầu do của nhiệt kế vào nhiệt lượng kế.
Nỗi oát kế với nhiệt lượng kế và nguồn điện.
Bật nguồn điện.
Khuấy liên tục để nước nóng đều. Cứ sau mỗi khoảng thời gian 1 phút, dọc công suất dòng diện tử oát kế, nhiệt độ từ nhiệt kế rồi điền kết quả vào vở theo mẫu Lương Lự Bảng 4.2.
Tắt nguồn điện.

Bảng 4.2. Ví dụ về kết quả thí nghiệm do nhiệt dung riêng của mước.
Khối lượng nước $m\approx 0,15\mathrm{k}\mathrm{g}$
\begin{array}{|l|l|l|}
\hline
\text{Nhiệt độ } t(^{\circ}C) & \text{Thời gian } \tau(S) & \text{Công suất } \mathfrak{P}(W) \\
\hline
25,2 & 60 & 15,04 \\
25,4 & 120 & 15,07 \\
27,0 & 180 & 15,03 \\
28,7 & 240 & 15,94 \\
31,2 & 300 & 15,84 \\
32,3 & 360 & 15,94 \\
33,8 & 420 & 15,94 \\
\hline
\end{array}

Vẽ đồ thị nhiệt độ t theo thời gian t và vẽ đường thằng đi gần nhất các điểm thực nghiệm (tham khảo IIinh 4.2).
Chọn hai điểm M, N trên đồ thị, xác định các giá trị thời gian tự ${\tau }_N$ và nhiệt độ $L_{t{f}^{\mathrm{\prime }}}$ Lương ứng.

Từ kết quả thí nghiệm thu được, thực hiện yêu cầu sau:
Tính giá trị trung bình của công suất đông điện.
Tính nhiệt dung riêng của nước theo hệ thức:
$c_{R_{2}U}-\frac{Q}{m\mathrm{\Delta }1}-\frac{\overline{\mathrm{\mid }\beta \beta }({\tau }_N-{\tau }_{N\mathrm{\mid }})}{m({\iota }_N-1_N)}$
Xác định sai số của phép do nhiệt dung riêng của nước.
So sánh kết quả do với nhiệt dung riêng của nước ở Bảng 4.1 và giải thích tại sao có sự sai khác (nếu có).