Một nhóm học sinh thực hành đo nhiệt dung riêng của nước và bố trí thí nghiệm theo sơ đồ nguyên lí như hình vẽ. Nhiệt lượng kế cách nhiệt và oát kế có tích hợp chức năng đo thời gian.

Theo phương án này, để đo nhiệt dung riêng của nước không cần đo đại lượng nào sau đây?

a) Đúng. Nếu khi nước sôi không mở nắp ấm thì thời gian để đun cạn nước trong ấm sẽ tăng lên do đậy nắp ấm làm cho hơi nước thoát ra ngoài khó hơn nên việc hoá hơi gặp khó khăn hơn.

b) Sai. Từ đồ thị ta thấy:

Khi \({{\rm{m}}_1} = 350\;{\rm{g}}\) thì \({\tau _1} = 0\;{\rm{s}}\).

Khi \({{\rm{m}}_2} = 200\;{\rm{g}}\) thì \({\tau _2} = 220\;{\rm{s}}\).

Độ hụt khối lượng của nước trong ấm sau mỗi giây bằng: \(\frac{{\Delta {\rm{m}}}}{{\Delta \tau }} = \frac{{350 - 200}}{{220}} \approx 0,68\;{\rm{g}}/{\rm{s}}\).

c) Sai

Năng lượng ấm toả ra: \({\rm{A}} = {\rm{P}} \cdot \left( {{\tau _2} - {\tau _1}} \right) = 1700.220 = 374000\;{\rm{J}}\)

Năng lượng nước thu vào trong quá trình bay hơi: \({\rm{Q}} = {\rm{HA}} = 0,92.374000 = 344080\;{\rm{J}}\)

\({\rm{L}} = \frac{{\rm{Q}}}{{\;{{\rm{m}}_1} - {{\rm{m}}_2}}} = \frac{{344080}}{{0,35 - 0,2}} \approx 2293867\;{\rm{J}}/{\rm{kg}} \approx 2,29{\rm{MJ}}/{\rm{kg}}\)

d) Sai.

Nhiệt lượng 380 g nước thu vào để tăng đến nhiệt độ sôi:

\({Q_1} = mc\Delta T = 0,38 \cdot 4200.(100 - 20) = 127680\;{\rm{J}}.\)

Thời gian bếp đun từ lúc sôi đến khi bay hơi hết: \({{\rm{t}}_1} = \frac{{{{\rm{A}}_1}}}{{{{\rm{P}}_1}}} = \frac{{\frac{{{{\rm{Q}}_1}}}{{{{\rm{H}}_1}}}}}{{{{\rm{P}}_1}}} = \frac{{\frac{{127680}}{{0,96}}}}{{2500}} = 53,2\;{\rm{s}}\).

Nhiệt lượng 380 g nước thu vào để bay hơi hoàn toàn 380 g ở nhiệt độ sôi là:

\({{\rm{Q}}_2} = {\rm{m}} \cdot \;{\rm{L}} = 0,38.2293867 = 871669\;{\rm{J}}\)

Thời gian bếp đun từ lúc sôi đến khi bay hơi hết: \({{\rm{t}}_2} = \frac{{{{\rm{A}}_2}}}{{{{\rm{P}}_2}}} = \frac{{\frac{{{{\rm{Q}}_2}}}{{{{\rm{H}}_2}}}}}{{{{\rm{P}}_2}}} = \frac{{\frac{{871669}}{{0,92}}}}{{1700}} = 557\),3s.

Tổng thời gian đun nước: \({\rm{t}} = {{\rm{t}}_1} + {{\rm{t}}_2} = 53,2 + 557,3 = 610,5\;{\rm{s}}\)