Một nhóm học sinh thảo luận phương án thí nghiệm làm giảm ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt với môi trường khi đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Họ dùng các dụng cụ: Phễu chứa nước đá (1), dây điện trở (2), cốc (3), cân điện tử (4) như hình bên.
Nhóm học sinh cho rằng: Trong thời gian cấp điện cho dây điện trở, nếu xác định được càng chính xác khối lượng nước đá tan chảy vào cốc do nhiệt lượng nhận từ môi trường thì sẽ giảm được càng nhiều ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt giữa nước đá với môi trường.
Phương án thí nghiệm của họ gồm hai giai đoạn và được tóm tắt như sau:
Giai đoạn 1. Chưa cấp điện cho dây điện trở: Xác định khối lượng của nước đá tan và đã chảy từ phễu vào cốc trong khoảng thời gian .
Giai đoạn 2. Cấp điện cho dây điện trở: Xác định khối lượng của nước đá tan và đã chảy từ phễu vào cốc trong khoảng thời gian .
Ở cả hai giai đoạn, coi rằng khối lượng nước đá tan và đã chảy vào cốc do nhiệt lượng nhận từ môi trường trong những khoảng thời gian bằng nhau là như nhau và bỏ qua các ảnh hưởng khác (bay hơi, ngưng tụ của nước ...).
- a)Đúng
Ở giai đoạn 1, nước đá tan do nhận nhiệt lượng từ môi trường.
- b)Đúng
Ở giai đoạn 2, nước đá tan do nhận nhiệt lượng từ dây điện trở và từ môi trường.
- c)Đúng
Nếu thì có thể coi khối lượng của nước đá tan do nhận nhiệt lượng từ dây điện trở là .
- d)Đúng
Phương án thí nghiệm này là một trong những phương án có thể làm giảm được ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt với môi trường đến kết quả thí nghiệm.
Lời giải
a) Đúng: Chưa cấp điện, nguồn nhiệt duy nhất làm nước đá tan là môi trường.
b) Đúng: Khi cấp điện, nước đá vừa nhận nhiệt lượng do dây điện trở tỏa ra, vừa vẫn nhận nhiệt từ môi trường.
c) Đúng: Với , khối lượng tan do môi trường ở giai đoạn 2 cũng là , nên phần tan do dây điện trở là .
d) Đúng: Nhờ trừ đi phần nước đá tan do môi trường, chỉ còn nhiệt lượng từ dây điện trở được dùng để tính , nên phương án giảm được ảnh hưởng của sự trao đổi nhiệt với môi trường.