Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 7 Bài 56 Sự hóa hơi và sự ngưng tụ

Dùng ẩm kế khô-ướt để đo độ ẩm tỉ đối của không khí. Nhiệt kế khô chỉ 24℃, hiệu nhiệt độ giữa hai nhiệt kế là 4℃. Độ ẩm tỉ đối của không khí là bao nhiêu?

A. 77%

B. 70%

C. 67%

D. 61%

Hướng dẫn giải:

Khi nhiệt kế khô chỉ 24℃ thì nhiệt kế ướt chỉ 20℃ và hiệu nhiệt độ giữa hai nhiệt kế là 4℃

Tra bảng 6- trang 278 SGK ta thấy độ ẩm tỉ đối là 67%

Chọn đáp án C.

Không gian trong xilanh ở bên dưới pittong có thể tích V₀ = 5,0 l chứa hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t = 100^oC. Nén hơi đẳng nhiệt đến thể tích V = 1,6 l. Tìm khối lượng nước ngưng tụ (có thể áp dụng phương trình Cla-pê-rôn-Men-đê-lê-ép cho hơi bão hòa).

Hướng dẫn giải:

Ta có:

\(\begin{array}{l} t = {100^ \circ }C = const\\ {p_b} = 760mmHg = 1,{013.10^5}Pa \end{array}\)

Khí nén đẳng nhiệt áp suất hơi tăng vượt áp suất hơi bão hòa nên hơi ngưng tụ cho tới khi lại có áp suất \({p_b} = 760\) mmHg

Lượng hơi nước đã ngưng tụ là:

\({\rm{\Delta }}V = {V_0} - V = 5 - 1,6 = 3,4(l)\)

Áp dụng phương trình Cla-pê-rôn-Men-đê-lê-ép cho hơi bão hòa, ta có:

\(\begin{array}{l} p{\rm{\Delta }}V = \frac{m}{\mu }RT\\ \Rightarrow m = \frac{{p{\rm{\Delta }}V\mu }}{{RT}}\\ \Rightarrow m = \frac{{1,{{013.10}^5}.3,{{4.10}^{ - 3}}.18}}{{8,31.373}} \approx 2(g) \end{array}\)

Để xác định nhiệt hóa hơi của nước, người ta làm thí nghiệm sau: Đưa 10g hơi nước ở nhiệt độ 100^oC vào một nhiệt lượng kế chứa 290g nước ở 20^oC. Nhiệt độ cuối của hệ là 40^oC. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước, cho biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 46 J/độ, nhiệt dung riêng của nước là 4,18 J/g.độ

Hướng dẫn giải:

Nhiệt lượng tỏa ra gồm hai phần: Nhiệt hóa hơi của 10g hơi nước và nhiệt tỏa ra khi 10g nước nguội từ 100^oC tới 40^oC:

Q_tỏa = Q₁ + Q₂ = m₁.L + m₁.C.(t₁ – t)

= 0,01.L + 0,01.4180.(100 – 40)

= 0,01.L + 2508 (J)

Nhiệt lượng thu cũng gồm 2 phần:

+ Nhiệt lượng thu vào để 290g nước 20^oC nóng lên 40^oC.

+ Nhiệt lượng thu vào để nhiệt lượng kế 20^oC nóng lên 40^oC.\(\begin{array}{l} {Q_{thu}} = Q_1^\prime + Q_2^\prime \\ = ({m_2}c + C').(t - {t_2})\\ = (0,290.4180 + 46).(40 - 20)\\ \Rightarrow {Q_{thu}} = 25164(J) \end{array}\)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q_thu = Q_tỏa

⇔ 25164 = 0,01.L + 2508

\(\begin{array}{l} \Rightarrow L = \frac{{25164 - 2508}}{{0,01}} = 2265600(J)\\ \Rightarrow L \approx 2,27.106J \end{array}\)

Nhiệt độ của không khí là 30^oC. Độ ẩm tỉ đối là 64%. Hãy xác định độ ẩm tuyệt đối và độ sương.

Ghi chú: Tính các độ ẩm theo áp suất riêng phần.

Hướng dẫn giải:

Theo bảng 1 ( trang 273 SGK), áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa ở 30^oC$$ là 31,8 mmHg nên A=31,8 mmHg.

Áp dụng công thức:

\(\begin{array}{l} f = \frac{a}{A}\\ \Rightarrow a = fA = 64{\rm{\% }}.31,8 = 20,4(mmHg) \end{array}\)$\begin{array}{r}\end{array}$

Muốn tìm \({t_s}\)  (điểm sương), ta phải dựa vào độ ẩm tuyệt đối \(a = 20,4\:mmHg\)

Tra bảng 1 (trang 273), ta thấy nhiệt độ \({20^ \circ }C < {t_S} < {25^ \circ }C\)

Coi độ tăng Δa tỉ lệ thuận với độ tăng của nhiệt độ thì ta có:

\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{\frac{{{t_S} - 20}}{{20,4 - 17,5}} = \frac{{25 - {t_S}}}{{23,8 - 20}}}\\ {}&{ \Rightarrow {t_S} = 22,3{(^ \circ }C)} \end{array}\)

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 7 Bài 56 Sự hóa hơi và sự ngưng tụ được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!