Chương 1. Vật lí nhiệt

Bài 6. Nhiệt hóa hơi riêng

Nghiên cứu về nhiệt hóa hơi riêng, công thức và các bài toán liên quan đến sự bay hơi và ngưng tụ.

🟡 Trung bình 45 phút

Lý thuyết Nhiệt hóa hơi riêng

1 1. Khái niệm nhiệt hóa hơi riêng

Nhiệt hóa hơi riêng (L hoặc L_h): là nhiệt lượng cần thiết để chuyển hoàn toàn 1 kg chất từ thể lỏng sang thể hơi ở nhiệt độ sôi.

Đơn vị: J/kg

Đặc điểm:

  • Mỗi chất có nhiệt hóa hơi riêng xác định
  • Quá trình hóa hơi xảy ra ở nhiệt độ không đổi (nhiệt độ sôi)
  • Quá trình ngưng tụ tỏa nhiệt với lượng nhiệt bằng với khi hóa hơi

Bảng nhiệt hóa hơi riêng:

  • Nước: 2,26.10⁶ J/kg
  • Rượu: 0,85.10⁶ J/kg
  • Éte: 0,38.10⁶ J/kg
  • Thủy ngân: 0,29.10⁶ J/kg
  • Nitơ: 2,01.10⁵ J/kg

2 2. Công thức tính nhiệt hóa hơi

Công thức:

$$Q = mL$$

Trong đó:

  • Q: nhiệt lượng cần cung cấp (J)
  • m: khối lượng chất lỏng (kg)
  • L: nhiệt hóa hơi riêng (J/kg)

Khi ngưng tụ (ngược của hóa hơi):

$$Q = mL$$ (vật tỏa nhiệt)

3 3. Các bài toán cân bằng nhiệt có hóa hơi

Khi có cả quá trình nóng lên, hóa hơi, hoặc ngưng tụ:

Các bước giải:

  1. Xác định các giai đoạn
  2. Tính nhiệt cho từng giai đoạn
  3. Áp dụng cân bằng nhiệt: Tổng nhiệt thu = Tổng nhiệt tỏa

Giai đoạn có thể có:

  • Nóng lên: Q = mcΔt
  • Hóa hơi: Q = mL
  • Ngưng tụ: Q = -mL (tỏa nhiệt)

4 4. Sự bay hơi và sôi

Bay hơi: Xảy ra ở mặt thoáng, ở mọi nhiệt độ, chỉ có các phân tử ở bề mặt thoát ra.

Sôi: Xảy ra ở toàn bộ thể tích chất lỏng, ở nhiệt độ xác định (nhiệt độ sôi), khi áp suất hơi bằng áp suất ngoài.

Điều kiện sôi: Áp suất hơi bão hòa = Áp suất ngoài

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính nhiệt hóa hơi

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Q = mL
  • Đổi m về kg
  • Chú ý: 1kJ = 1000J; 1MJ = 10⁶J

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần để bay hơi 2kg nước ở 100°C. Biết L = 2,26.10⁶ J/kg.
GIẢI

Giải:

Q = mL = 2 × 2,26.10⁶ = 4,52.10⁶ J

2 Dạng 2: Bài toán cân bằng nhiệt có hóa hơi

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Liệt kê các giai đoạn
  • Tính nhiệt từng giai đoạn
  • Áp dụng: Q_thu = Q_tỏa

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 2: Thả 0,5kg nước đá ở 0°C vào 1kg nước ở 50°C. Tính nhiệt độ cuối cùng.
GIẢI

Giải:

Quá trình: Nước 50°C → 0°C: Q1 = 1.4200.50 = 210000J

Nước đá 0°C nóng chảy: Q2 = 0,5.3,34.10⁵ = 167000J

So sánh: Q1 > Q2 → Nước đá tan hết, nước nguội

3 Dạng 3: Dạng toán thực tế

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Đọc đề, xác định khối lượng
  • Xác định các quá trình
  • Áp dụng công thức

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ thực tế: Một ấm đun nước có công suất 2000W. Tính thời gian để sôi 2kg nước từ 20°C.
GIẢI

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 17 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương 1. Vật lí nhiệt