Bài 6. Nhiệt hóa hơi riêng
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. 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. 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. 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
Dạng 1: Tính nhiệt hóa hơi
Phương pháp:
- Q = mL
- Đổi m về kg
- Chú ý: 1kJ = 1000J; 1MJ = 10⁶J
Giải:
Q = mL = 2 × 2,26.10⁶ = 4,52.10⁶ J
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
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
Dạng 3: Dạng toán thực tế
Phương pháp:
- Đọc đề, xác định khối lượng
- Xác định các quá trình
- Áp dụng công thức
Luyện tập trắc nghiệm
1 / 17Nhiệt hóa hơi riêng là: