Câu hỏi/bài tập:
Trong một bài báo của Joule, khi tiến hành thí nghiệm, ông sử dụng hai sợi
dây điện trở có đường kính lần lượt là \(\frac{1}{{50}}\) inch và \(\frac{1}{{28}}\) inch để làm nóng nước
trong hai nhiệt lượng kế. Trong 1 giờ, nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế có sợi dây thứ nhất tăng 3,4 °F, trong khi ở nhiệt lượng kế còn lại chỉ tăng 1,3 °F. Hãy so sánh tỉ số nhiệt lượng mà nước nhận được và tỉ số năng lượng của dòng điện trong thí nghiệm này. Nếu các nguyên nhân có thể dẫn đến sai số của thí nghiệm này. Biết công thức đổi độ °C sang °F là: °F = (°C × 1,8) + 32 và 1 inch = 2,54 cm, nhiệt lượng cung cấp cho nước được xác định bằng công thức Q = cm∆t, với m là khối lượng nước (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ (°C), c là hệ số tỉ lệ.
Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng
Advertisements (Quảng cáo)
Vì hai dây mắc nối tiếp, cường độ dòng điện qua hai dây như nhau nên tỉ số
năng lượng điện của hai dây là:
\(\frac{{{{\rm{W}}_1}}}{{{{\rm{W}}_2}}} = \frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{{d_2}^2}}{{{d_1}^2}} = \frac{{{{50}^2}}}{{{{28}^2}}} = 3,189\)
Tỉ số nhiệt lượng mà nước nhận được là: \(\frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \frac{{\Delta {t_1}}}{{\Delta {t_2}}} = \frac{{3,4}}{{1,3}} = 2,615\)
Ta thấy, \(\frac{{{{\rm{W}}_1}}}{{{{\rm{W}}_2}}} > \frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}}\).Các nguyên nhân có thể dẫn đến sai số của thí nghiệm là: nhiệt truyền cho vỏ nhiệt lượng kế và tỏa ra môi trường bên ngoài.