Bài 6 · Cơ bản ⭐ Hay ra thi tốt nghiệp

Nhiệt hoá hơi riêng

Dùng Q = Lm cho sự hoá hơi và ngưng tụ, phân biệt bay hơi với sôi, giải bài nhiều giai đoạn của cả chương I (nóng lên + nóng chảy + hoá hơi + cân bằng nhiệt) và đọc số liệu thí nghiệm đo L.

Ứng với SGK Vật lí 12 (bộ thống nhất): Bài 6

⚡ Nhớ nhanh

1Nhiệt hoá hơi riêng L: nhiệt lượng cần để 1 kg chất lỏng hoá hơi hoàn toàn ở một nhiệt độ xác định (thường là nhiệt độ sôi): Q = Lm, đơn vị J/kg.
2Nước ở 100 °C: L = 2,26·10⁶ J/kg, lớn gấp khoảng 6,8 lần λ nước đá và gấp 5,4 lần nhiệt lượng đun 1 kg nước từ 0 °C lên 100 °C.
3Bay hơi: ở mọi nhiệt độ, chỉ ở mặt thoáng; nhanh hơn khi nhiệt độ cao, mặt thoáng rộng, có gió. Sôi: ở nhiệt độ sôi, bọt hơi sinh ra cả trong lòng chất lỏng, nhiệt độ không đổi.
4Nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất trên mặt chất lỏng: nồi áp suất ~2 atm sôi khoảng 120 °C; núi cao áp suất thấp, sôi dưới 100 °C.
5Ngưng tụ toả ra đúng Lm ⇒ bỏng hơi nước nặng hơn bỏng nước sôi.
6Bài cả chương: Q = m·c đá·Δt + λm + m·c nước·Δt + Lm, cộng đúng những đoạn vật thật sự trải qua.

👀 Nhìn là hiểu

Bấm ▶ Đun: đường T–t có đoạn sôi dài gấp gần 7 lần đoạn tan; đổi áp suất để thấy nồi áp suất sôi ở 120 °C, nút "bỏng hơi nước" cho hơi ngưng tụ trên da. Chế độ 🌬️ so tốc độ bay hơi theo nhiệt độ, mặt thoáng, gió. Tab Thí nghiệm đo L như SGK và có bàn ghép quá trình ôn cả chương I.

Thời gian0,0 s

Nhiệt độ100,0 °C

Nhiệt lượng đã cấp0,0 kJ

Đã hoá hơi0 g

Tua nhanh ×38. Đổi thông số sau một lượt chạy thì lượt cũ còn lại nét đứt.

Kéo thả tự do, xem số và đồ thị chạy theo.

Ban đầu:

Áp suất:

Khối lượng: 200 g Công suất bếp: 1000 W

Bấm ▶ Đun: bếp 1000 W, 200 g, áp suất 1 atm (sôi ở 100 °C). Đoán trước: đoạn sôi dài hay ngắn so với đoạn tan?

1 ♨️ Nhiệt hoá hơi riêng

Cần nhớ

✦Định nghĩa: nhiệt hoá hơi riêng L của một chất lỏng là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất lỏng đó hoá hơi hoàn toàn ở một nhiệt độ xác định.
✦Công thức: Q = Lm (J; kg; J/kg). Không có Δt vì trong lúc sôi nhiệt độ không đổi.
✦L phụ thuộc chất và nhiệt độ hoá hơi; số hay dùng là L của nước ở 100 °C: 2,26·10⁶ J/kg.
✦Ngưng tụ là quá trình ngược: hơi biến thành lỏng toả ra đúng Lm.

Dạng bài

Tính nhiệt lượng hoá hơi

1 Kiểm tra chất lỏng đã ở nhiệt độ sôi chưa. Chưa thì cộng thêm phần đun nóng (mục sau).
2 Đổi đơn vị: m ra kg.
3 Tính Q = Lm; cần thời gian thì t = Q/P.
4 Thử lại: Q/m = L; so độ lớn với nóng chảy (gấp khoảng 6,8 lần).

⚠️ Bẫy hay gặp: Dùng nhầm λ: Q = 3,34·10⁵ · 0,2 = 66,8 kJ, nhỏ hơn gần 7 lần. λ là rắn ↔ lỏng, L là lỏng ↔ khí.

♨️

Làm mẫu

Tính nhiệt lượng cần cung cấp để 200 g nước đang sôi ở 100 °C hoá hơi hoàn toàn. Bếp 1000 W (coi toàn bộ nhiệt truyền cho nước) đun mất bao lâu? Cho L = 2,26·10⁶ J/kg.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

Nhiệt độ sôi và nhiệt hoá hơi riêng ở áp suất thường (số liệu tham khảo)

Chất	Nhiệt độ sôi	L (J/kg)
Nước	100 °C	2,26·10⁶
Amoniac	−33 °C	1,4·10⁶
Rượu (etanol)	78 °C	0,9·10⁶
Ete	35 °C	0,4·10⁶
Thuỷ ngân	357 °C	0,3·10⁶

2 📈 Đun từ nước đá tới khi hoá hơi hết

Bốn giai đoạn (1 atm)

Giai đoạn	Nhiệt độ	Nhiệt lượng	Đồ thị T–t
① Đá nóng lên	tới 0 °C	m·c đá·Δt	Đi lên
② Nóng chảy	Giữ 0 °C	λm	Nằm ngang
③ Nước nóng lên	0 → 100 °C	m·c nước·Δt	Đi lên
④ Hoá hơi	Giữ 100 °C	Lm	Nằm ngang, dài gấp ~6,8 lần ②

Dạng bài

Bài nhiều giai đoạn

1 Vẽ nháp đường T–t từ trạng thái đầu tới trạng thái cuối, đánh dấu từng đoạn.
2 Mỗi đoạn dốc: m·c·Δt với c đúng thể; mỗi đoạn ngang: λm (ở 0 °C) hoặc Lm (ở nhiệt độ sôi).
3 Cộng tất cả; đun đều thì t = Q/P, có hiệu suất H thì Q có ích = H·P·t.
4 Thử lại: cộng thời gian từng đoạn; kiểm phần hoá hơi chiếm phần lớn.

⚠️ Bẫy hay gặp: Quên đun nước từ 0 °C lên 100 °C (thiếu 84 kJ), hoặc gộp −10 → 100 °C thành một Δt = 110 °C với một c — sai vì đá và nước có c khác nhau và còn hai đoạn nằm ngang.

🔥

Làm mẫu

Bếp 1000 W đun 200 g nước đá ở −10 °C cho tới khi hoá hơi hết ở 100 °C, coi toàn bộ nhiệt truyền cho nước. Tính nhiệt lượng và thời gian. Cho c đá = 2100, c nước = 4200 J/(kg·K), λ = 3,34·10⁵ J/kg, L = 2,26·10⁶ J/kg.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

3 🌬️ Bay hơi và sôi

🌬️ Bay hơi

Xảy ra ở mọi nhiệt độ, chỉ ở mặt thoáng. Nhanh hơn khi nhiệt độ cao, mặt thoáng rộng, có gió. Chất lỏng bay hơi thì lạnh đi (phân tử nhanh thoát ra, phân tử chậm ở lại).

♨️ Sôi

Chỉ ở nhiệt độ sôi, bọt hơi sinh ra cả trong lòng chất lỏng. Trong lúc sôi nhiệt độ không đổi, mọi nhiệt cấp vào dùng để hoá hơi (Lm).

Nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất

✦Áp suất trên mặt chất lỏng càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao: nồi áp suất khoảng 2 atm, nước sôi khoảng 120 °C ⇒ thức ăn chín nhanh.
✦Lên cao áp suất khí quyển giảm: ở độ cao khoảng 3000 m (0,7 atm) nước sôi khoảng 90 °C ⇒ nấu cơm dễ bị sống.
✦Vì vậy "nước sôi ở 100 °C" chỉ đúng ở áp suất 1 atm.

4 🔬 Thí nghiệm đo nhiệt hoá hơi riêng của nước

Dạng bài

Các bước thí nghiệm (SGK)

1 Dụng cụ: biến thế nguồn, oát kế (đo công suất và thời gian), bình (nhiệt lượng kế) đựng nước có dây điện trở, nhiệt kế, cân điện tử đặt dưới bình.
2 Bật nguồn đun; đợi nước sôi đều (nhiệt kế đứng yên) rồi mới bắt đầu ghi.
3 Cứ khoảng 1 phút ghi thời gian τ và số chỉ của cân m; ghi ít nhất 5 lần.
4 Vẽ m theo τ: đường thẳng đi xuống. L = P·Δτ/Δm. Thử lại: Δm mỗi phút gần bằng nhau ✓.

⚠️ Bẫy hay gặp: Ghi từ lúc nước chưa sôi: những phút đầu nhiệt còn làm nước nóng lên, khối lượng gần như chưa giảm ⇒ Δm nhỏ đi, L tính ra lớn hơn thật. Nhiệt toả ra môi trường cũng làm L đo được hơi lớn.

Một bảng số liệu mẫu (P = 500 W, nước đang sôi)

τ (phút)	m (g)	Hao trong phút đó (g)
0	300,0	—
1	286,8	13,2
2	273,4	13,4
3	260,1	13,3
4	246,9	13,2

Đọc bảng số liệu

✦Mỗi phút hao khoảng 13,3 g ⇒ m giảm đều theo thời gian.
✦Δτ = 4 phút = 240 s, Δm = 300,0 − 246,9 = 53,1 g = 0,0531 kg ⇒ L = 500 · 2400,0531 ≈ 2,26·10⁶ J/kg.
✦Nhớ đổi τ ra giây và m ra kg (P tính bằng W = J/s).

5 🌫️ Hiện tượng quanh ta

✦🔥 Bỏng hơi nước nặng hơn bỏng nước sôi: 10 g hơi 100 °C ngưng tụ trên da rồi nguội về 37 °C toả khoảng 25 kJ, gấp khoảng 9,5 lần 10 g nước sôi.
✦🍲 Nồi áp suất nấu nhanh vì nước sôi ở khoảng 120 °C; ⛰️ trên núi cao nước sôi dưới 100 °C nên khó nấu chín.
✦🥵 Đổ mồ hôi: mồ hôi bay hơi lấy nhiệt của da nên cơ thể mát đi; ngồi trước quạt thấy mát hơn vì gió làm bay hơi nhanh.
✦👕 Phơi quần áo nơi có nắng, có gió và trải rộng thì nhanh khô.

6 💡 Mẹo làm nhanh và lỗi hay sai

⚡ Mẹo làm nhanh trắc nghiệm

✦"Ở nhiệt độ sôi" ⇒ chỉ Q = Lm. "Từ t °C tới hoá hơi hết" ⇒ m·c·Δt + Lm.
✦Nhớ tỉ lệ: L ≈ 6,8λ; đun 1 kg nước 0 → 100 °C tốn 420 kJ, hoá hơi hết tốn 2260 kJ.
✦Đun đều: tỉ số độ dài hai đoạn nằm ngang = L/λ ≈ 6,8 (cùng khối lượng).
✦Có hiệu suất H: chỉ H·P·t truyền cho nước. Bài ngưng tụ: hơi toả Lm cộng m·c·Δt khi nguội.

⚠️ Lỗi hay sai nhất

✦Nhầm λ với L: hoá hơi 200 g nước 100 °C cần 452 kJ, không phải 66,8 kJ.
✦Quên đun nóng trước khi sôi: 1 kg nước 20 °C → hơi hết cần 2596 kJ, không phải 2260 kJ.
✦Bài bỏng hơi chỉ tính mcΔt: 10 g hơi 100 °C xuống 37 °C toả khoảng 25,2 kJ, không phải 2,6 kJ.
✦Nghĩ nước luôn sôi ở 100 °C: nồi áp suất ~120 °C, núi cao ~90 °C.
✦Nghĩ nước chỉ bay hơi khi đun: nước 25 °C vẫn bay hơi, chỉ chậm hơn.
✦Đun mạnh hơn mong nước sôi nóng hơn: vẫn ở nhiệt độ sôi, chỉ hoá hơi nhanh hơn.

📏 Kiểm tra đơn vị và độ lớn

✦L nước = 2,26·10⁶ J/kg = 2260 kJ/kg = 2260 J/g: 1 g nước hoá hơi cần khoảng 2,3 kJ.
✦P tính bằng W = J/s ⇒ thời gian phải đổi ra giây trước khi tính Q = P·t.
✦Hoá hơi 1 lít nước bằng bếp 1–2 kW mất cỡ 20–40 phút; đáp số vài giây hay vài ngày là sai đơn vị.
✦Trong bài cân bằng, nhiệt độ cuối nằm giữa nhiệt độ thấp nhất và cao nhất ban đầu.

✏️ Luyện tập

Làm xong mỗi nhóm bấm Kiểm tra. Câu sai có lời giải ngắn và nút quay lại phần kiến thức.

♨️

Nhiệt hoá hơi riêng

1
Nhận biết
Nhiệt hoá hơi riêng của một chất lỏng là nhiệt lượng cần cung cấp để
2
Nhận biết
Nhiệt lượng cần để hoá hơi hoàn toàn khối lượng m chất lỏng ở nhiệt độ sôi là
3
Thông hiểu
Hoá hơi hoàn toàn 2 kg nước ở 100 °C (L = 2,26·10⁶ J/kg) cần
4
Thông hiểu Hoá hơi hoàn toàn 0,5 kg nước ở 100 °C (L = 2,26·10⁶ J/kg) cần Q = kJ.
5
Vận dụng Cung cấp 678 kJ cho nước đang sôi ở 100 °C (L = 2,26·10⁶ J/kg) thì có g nước hoá hơi.

📈

Đường đun nóng tới khi hoá hơi

1
Thông hiểu
Đun đều 200 g nước đá ở 0 °C cho tới khi hoá hơi hết (1 atm). Thời gian nước sôi so với thời gian đá tan gấp khoảng
2
Thông hiểu
Nhiệt lượng cần để 1 kg nước ở 20 °C nóng tới sôi rồi hoá hơi hoàn toàn (c = 4200 J/(kg·K), L = 2,26·10⁶ J/kg) là khoảng
3
Thông hiểu Đun đều 0,5 kg nước bằng một bếp, coi toàn bộ nhiệt truyền cho nước (c = 4200 J/(kg·K)). Đồ thị T–t: từ phút 0 đến phút 2 nhiệt độ tăng từ 60 °C lên 100 °C, sau đó nằm ngang. Công suất bếp là P = W.
4
Vận dụng Cũng bếp và lượng nước ở câu trên (L = 2,26·10⁶ J/kg): kể từ lúc bắt đầu sôi, sau khoảng phút thì nước hoá hơi hết (làm tròn đến hàng đơn vị).

🌬️

Bay hơi và sôi

1
Nhận biết
Sự bay hơi của nước
2
Nhận biết
Trên đỉnh núi cao, nước sôi ở nhiệt độ
3
Thông hiểu
Cách nào không làm nước trong cốc bay hơi nhanh hơn?

🔬

Thí nghiệm và số liệu

1
Thông hiểu
Đo L của nước: bình nước đặt trên cân, dây đun công suất 500 W, nước đang sôi. Kết quả: $τ (ph u ˊ t) m (g) 0 300, 0 1 286, 8 2 273, 4 3 260, 1 4 246, 9$ Giá trị L rút ra gần nhất với
2
Thông hiểu Theo bảng số liệu ở câu trên, trung bình mỗi phút nước hao g (làm tròn đến hàng phần mười).
3
Thông hiểu
Một bạn bắt đầu ghi số liệu từ lúc nước mới 80 °C rồi tính L từ lần đo đầu và cuối. Kết quả so với giá trị thật

🧩

Ôn chương I

1
Vận dụng
Nhiệt lượng cần để 0,1 kg nước đá ở −20 °C biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C là (c đá = 2100, c nước = 4200 J/(kg·K), λ = 3,34·10⁵ J/kg, L = 2,26·10⁶ J/kg)
2
Vận dụng Thả 0,1 kg nước đá ở 0 °C vào 0,5 kg nước ở 40 °C trong bình cách nhiệt (bỏ qua nhiệt dung của bình; c nước = 4200 J/(kg·K), λ = 3,34·10⁵ J/kg). Nhiệt độ cân bằng là °C (làm tròn đến hàng phần mười).
3
Vận dụng Dẫn m gam hơi nước ở 100 °C vào 1 kg nước ở 20 °C. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ là 60 °C (bỏ qua mất mát nhiệt; c nước = 4200 J/(kg·K), L = 2,26·10⁶ J/kg). m = g (làm tròn đến hàng đơn vị).
4
Thông hiểu
Đun 2 kg nước ở 25 °C trong ấm nhôm khối lượng 0,5 kg tới khi bắt đầu sôi (100 °C). Bỏ qua mất mát nhiệt; c nước = 4200, c nhôm = 880 J/(kg·K). Nhiệt lượng cần là
5
Vận dụng Bếp điện 1000 W, hiệu suất 80 %, đun 0,5 kg nước từ 20 °C tới sôi rồi để sôi thêm 5 phút. Lượng nước đã hoá hơi là g (làm tròn đến hàng đơn vị; L = 2,26·10⁶ J/kg).
6
Thông hiểu
Đun đều một lượng nước đá từ dưới 0 °C cho tới khi hoá hơi hết. Đoạn nằm ngang ở 0 °C dài 2 phút. Đoạn nằm ngang ở 100 °C dài khoảng

🌫️

Hiện tượng quanh ta

1
Thông hiểu
Ngồi trước quạt khi đang đổ mồ hôi thấy mát hơn vì

🏆 Luyện theo dạng đề tốt nghiệp

Đề Vật lí có 3 phần: 18 câu 4 lựa chọn, 4 câu đúng/sai (mỗi câu 4 ý) và 6 câu trả lời ngắn (đáp số tối đa 4 ký tự, kể cả dấu − và dấu phẩy). Dưới đây là đủ 3 dạng, chỉ dùng kiến thức của bài này.

🅰️

Phần I · Trắc nghiệm 4 lựa chọn

1
Thông hiểu
Nhiệt lượng cần để 0,5 kg nước ở 20 °C nóng tới sôi và hoá hơi hoàn toàn (c = 4200 J/(kg·K), L = 2,26·10⁶ J/kg) là khoảng
2
Thông hiểu
Phát biểu nào đúng?
3
Vận dụng
10 g hơi nước ở 100 °C ngưng tụ trên da rồi nguội tới 37 °C. So với 10 g nước ở 100 °C nguội tới 37 °C, nhiệt lượng hơi nước truyền cho da lớn gấp khoảng (c = 4200 J/(kg·K), L = 2,26·10⁶ J/kg)

✅

Phần II · Đúng / sai

1
Thông hiểu
Dùng bếp 1000 W đun 0,2 kg nước đá ở 0 °C cho tới khi hoá hơi hết ở áp suất 1 atm, coi toàn bộ nhiệt truyền cho nước. Cho c nước = 4200 J/(kg·K), λ = 3,34·10⁵ J/kg, L = 2,26·10⁶ J/kg.

a)Đồ thị T–t có hai đoạn nằm ngang, ở 0 °C và ở 100 °C.

b)Đoạn nằm ngang ở 100 °C dài gấp khoảng 6,8 lần đoạn nằm ngang ở 0 °C.

c)Khi nước đang sôi, tăng công suất bếp thì nhiệt độ nước tăng lên trên 100 °C.

d)Tổng thời gian đun là khoảng 452 s.
2
Vận dụng
Đo nhiệt hoá hơi riêng của nước: bình nước đặt trên cân, dây đun công suất 500 W. Khi nước đã sôi đều, mỗi phút khối lượng giảm khoảng 13,3 g.

a)Trong lúc nước sôi đều, số chỉ nhiệt kế không đổi.

b)Nếu tăng công suất lên 1000 W thì mỗi phút khối lượng vẫn giảm khoảng 13,3 g.

c)Từ số liệu, L ≈ 2,26·10⁶ J/kg.

d)Nếu bắt đầu ghi từ lúc nước chưa sôi thì L tính được nhỏ hơn giá trị thật.

🔢

Phần III · Trả lời ngắn

1
Thông hiểu Cần bao nhiêu kJ để 0,4 kg nước ở 100 °C hoá hơi hoàn toàn? Cho L = 2,26·10⁶ J/kg. Đáp số:
2
Vận dụng Cần bao nhiêu kJ để 0,2 kg nước đá ở −5 °C biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100 °C (làm tròn đến hàng đơn vị)? Cho c đá = 2100, c nước = 4200 J/(kg·K), λ = 3,34·10⁵ J/kg, L = 2,26·10⁶ J/kg. Đáp số:
3
Vận dụng Ấm điện 1000 W, hiệu suất 80 %, đang đun nước sôi. Sau bao nhiêu phút thì có thêm 0,5 kg nước hoá hơi (làm tròn đến hàng phần mười)? Cho L = 2,26·10⁶ J/kg. Đáp số:

🎯 Bài này vào đề tốt nghiệp ở đâu?

•Phần I thường hỏi định nghĩa L, phân biệt bay hơi với sôi, nhiệt độ sôi theo áp suất, hoặc tính Q = Lm, Q = mcΔt + Lm.
•Phần II hay có một tình huống đun nước tới sôi hay thí nghiệm đo L: ý dễ mất điểm là nhầm λ với L, quên giai đoạn đun nóng, hoặc nghĩ đun mạnh hơn thì nước sôi nóng hơn.
•Phần III có thể là bài tổng hợp cả chương I: nhiều giai đoạn, cân bằng nhiệt có nước đá hay hơi nước, bếp có hiệu suất. Vẽ nháp đường T–t để không sót đoạn.

Làm đề thi thử trọn bộ

Bài tiếp theo
Mô hình động học phân tử chất khí