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.
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:
- Xác định các giai đoạn
- Tính nhiệt cho từng giai đoạn
- 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:
- Q = mL
- Đổi m về kg
- Chú ý: 1kJ = 1000J; 1MJ = 10⁶J
Ví dụ minh họa
Giải:
Q = mL = 2 × 2,26.10⁶ = 4,52.10⁶ J
2 Dạng 2: Bài toán cân bằng nhiệt có hóa hơi
Phương pháp:
- Liệt kê các giai đoạn
- Tính nhiệt từng giai đoạn
- Áp dụng: Q_thu = Q_tỏa
Ví dụ minh họa
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:
- Đọc đề, xác định khối lượng
- Xác định các quá trình
- Áp dụng công thức
Ví dụ minh họa
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