Bài 5. Nhiệt nóng chảy riêng

Nhiệt lượng cần truyền cho vật khi vật bắt dầu nóng chảy tới khi vật nóng chảy hoàn toàn phụ thuộc vào khối lượng của vật và tính chất của chất làm vật

Thí nghiệm cho thấy nhiệt lượng này tỉ lệ thuận với khối lượng của vật:
$\frac{Q}{m}=h4ng\mathrm{.}s6$ (5.1)
Trong đó: Q là nhiệt lượng cần truyền cho vật (J);
m là khối lượng của vật (kg);

Bảng 5.1. Giá trị gần đúng của nhiệt nóng chảy riêng ở nhiệt độ nóng chảy dưới áp suất tiêu chuẩn của một số chất
\begin{array}{|l|l|l|}
\hline
\text{Chất} & \text{Nhiệt độ nóng chảy }(^{\circ}C) & \text{Nhiệt nóng chảy riêng (J/kg)} \\
\hline
\text{Nước đá} & 0 & 3,34.10^{7} \\
\text{Sát} & 1535 & 2,77.10^{5} \\
\text{Dòng} & 1084 & 1,80.10^{5} \\
\text{Chì} & 327 & 0,25.10^{5} \\
\hline
\end{array}

Với mỗi chất, hằng số trong hệ thức (5.1) có độ lớn riêng. Hằng số này được gọi là nhiệt nóng chảy riêng của chất làm vật, kí hiệu là $\lambda$, có giá trị là $\lambda =\frac{Q}{m}$ (5.2), đơn vị là $\mathrm{J}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{g}$
Do đó, hệ thức tính nhiệt lượng trong quá trình truyền nhiệt để làm vật nóng chảy hoàn toàn là:
$Q=\lambda m$ (5.3)

Vì $\lambda =\frac{Q}{m}$ nên có thể phát biểu định nghĩa nhiệt nóng chảy riêng của một chất như sau: Nhiệt nóng chảy riêng của một chất là nhiệt lượng cần để làm cho một kilôgam chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.

Nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt độ nóng chảy là những thông tin giúp xác định được năng lượng cần cung cấp cho lò nung, thời gian nung, thời điểm đó kim loại nóng chảy vào khuôn, thời điểm lấy sản phẩm ra khỏi khuôn. Các đại lượng này cũng cần cho việc lựa chọn vật liệu chế tạo hợp kim phù hợp với từng yêu cầu sử dụng khác nhau, tách các kim loại nguyên chất ra khỏi quặng hỗn hợp....

Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.

Bộ dụng cụ thí nghiệm như bài đo nhiệt dung riêng (Hình 4.1).
Các viên nước đá nhỏ và nước lạnh.

Hãy trả lời các câu hỏi sau:

Cho viên nước dá (khối lượng m kg) và một ít nước lạnh vào bình nhiệt lượng kế, sao cho toàn bộ diện trở chìm trong hỗn hợp nước và nước đá.
Cầm đầu do của nhiệt kế vào bình nhiệt lượng kế.
Nối oát kế với nhiệt lượng kế và nguồn điện.
Bật nguồn điện.
Khuấy liên tục nước đá, cứ sau mỗi khoảng thời gian 2 phút lại đọc số đo thời gian trên oát kế và nhiệt độ trên nhiệt kế rồi ghi kết quả vào vỡ theo mẫu tương tự Bảng 5.2.
Tắt nguồn điện.

Bảng 5.2. Ví dụ về kết quả thí nghiệm do nhiệt nóng chảy riêng của mước đá.
Khối lượng nước đá $m=0.25\mathrm{k}\mathrm{g}$
\begin{array}{|l|l|l|}
\hline
\text{Thời gian } \tau(s) & \text{Nhiệt độ } t(^{\circ}C) & \text{Công suất } \mathfrak{P}(W) \\
\hline
0 & 0 & 14,25 \\
120 & 0 & 14,23 \\
240 & 0 & 14,19 \\
360 & 0 & 14,25 \\
480 & 0 & 14,23 \\
600 & 0 & 14,24 \\
720 & 0,3 & 14,22 \\
840 & 0,8 & 14,32 \\
960 & 1,5 & 14,26 \\
\hline
\end{array}

Từ kết quả thí nghiệm thu được thực hiện yêu cầu sau:
Vẽ đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ t theo thời gian t.
Vẽ hai dường thẳng di gần nhất các diễm trên thị (tham khảo Hình 5.1).
Chọn điểm M là giao điểm của hai đường thẳng, đọc giá trị ${\tau }_M$
Tính công suất trung bình của dòng điện qua điện trở trong nhiệt lượng kẽ.
Tính nhiệt nóng chảy riêng của nước đã theo công thức:
${\widehat{\lambda }}_{{11}_{2}O}=\frac{\overline{{\beta }^3}{\tau }_{N1}}{M}$
Trong đó $\overline{{\beta }^3}{\tau }_{N1}$ là nhiệt lượng do dòng điện qua điện trở toả ra trong thời gian ${\tau }_M$ và m là khối lượng nước đá.
Xác định sai số của phép đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.
So sánh giá trị nhiệt nóng chảy riêng của nước đá do được với giá trị ở Bảng 5.1 và giải thích nguyên nhân gây ra sự sai khác (nếu có).