Bài 5: Nhiệt nóng chảy riêng – Vật lí 12

🔹 Bài 5: Nhiệt nóng chảy riêng

I. Tóm tắt lý thuyết

• Nhiệt nóng chảy riêng (λ): là nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 1kg chất rắn ở nhiệt độ nóng chảy mà không làm thay đổi nhiệt độ.
• Đơn vị: J/kg
• Công thức:
  
  Q = m × λ
  
  Trong đó:
  • Q: Nhiệt lượng (J)
  • m: khối lượng chất rắn (kg)
  • λ: nhiệt nóng chảy riêng (J/kg)
• Điều kiện: Chất phải đạt tới đúng nhiệt độ nóng chảy.

II. Bảng nhiệt nóng chảy riêng của một số chất

Chất	λ (J/kg)
Băng (nước đá)	3,4 × 105
Chì	2,5 × 104
Nhôm	3,9 × 105

III. Phương pháp giải bài tập

1. Kiểm tra điều kiện nóng chảy (đã đạt nhiệt độ nóng chảy chưa)
2. Dùng công thức Q = m × λ để tính nhiệt lượng hoặc các đại lượng còn lại
3. Kết hợp công thức nhiệt lượng tổng: Qtổng = m × c × Δt + m × λ nếu cần gia nhiệt trước

IV. Ví dụ minh họa

1. Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 0,5kg băng ở 0°C. Biết λ = 3,4 × 10⁵ J/kg.

   Giải: Q = 0,5 × 3,4 × 10⁵ = 1,7 × 10⁵ J

2. Ví dụ 2: Một khối kim loại cần nhiệt lượng 78000 J để nóng chảy hoàn toàn. Biết λ = 2,6 × 10⁵ J/kg. Tính khối lượng?

   Giải: m = Q / λ = 78000 / (2,6×10⁵) ≈ 0,3 kg

V. 5 bài luyện tập

1. Tính nhiệt lượng cần để làm nóng chảy 1kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy. Biết λ = 3,9 × 10⁵ J/kg.
2. Tính khối lượng băng tan được nếu cung cấp 170000 J. Biết λ = 3,4 × 10⁵ J/kg.
3. Một thỏi chì khối lượng 2kg, nhiệt độ đạt 327°C (nhiệt độ nóng chảy của chì). Tính Q để nóng chảy hoàn toàn.
4. So sánh nhiệt lượng làm tan chảy 2kg băng và 1kg nhôm. Chất nào cần nhiều năng lượng hơn?
5. Một vật liệu có λ = 2,5×10⁵ J/kg. Muốn nóng chảy 0,4kg thì cần bao nhiêu năng lượng?

VI. Kết luận và mẹo nhớ

• Nhiệt nóng chảy riêng là đặc trưng cho từng chất → vật liệu khác nhau cần nhiệt lượng khác nhau để chuyển thể.
• Mẹo: Nhớ đơn vị λ là J/kg. Đọc là “jun trên kilôgam”.

VII. Trắc nghiệm ôn tập (20 câu, có đáp án & giải thích)

1. Đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là gì?
   • A. J/kg.°C
   • B. J/kg ✅
   • C. °C
   • D. kg/J

   Giải thích: λ có đơn vị năng lượng trên khối lượng.

2. Nhiệt lượng làm tan chảy 1kg băng ở 0°C là:
   • A. 4200 J
   • B. 3,4×10⁵ J ✅
   • C. 2,5×10⁴ J
   • D. 3,9×10⁵ J

   Giải thích: Q = mλ với m = 1kg, λ_băng = 3,4×10⁵.

3. Chọn phát biểu đúng về điều kiện nóng chảy:
   • A. Cứ cung cấp nhiệt là nóng chảy
   • B. Phải đạt nhiệt độ nóng chảy và cung cấp đủ nhiệt ✅
   • C. Phải trên 100°C
   • D. Phải ở áp suất thấp
4. Công thức đúng khi tính nhiệt làm nóng chảy (không đổi nhiệt độ):
   • A. Q = m×c×Δt
   • B. Q = m×λ ✅
   • C. Q = λ/m
   • D. Q = c/λ
5. Cung cấp Q = 1,7×10⁵ J cho băng ở 0°C. Khối lượng băng tan là:
   • A. 0,25 kg
   • B. 0,5 kg ✅
   • C. 1,0 kg
   • D. 2,0 kg

   Giải: m = Q/λ = 1,7×10⁵ / 3,4×10⁵ = 0,5 kg.

6. So sánh năng lượng để nóng chảy 1kg nhôm và 1kg băng:
   • A. Nhôm ít hơn băng
   • B. Nhôm nhiều hơn băng ✅
   • C. Bằng nhau
   • D. Không xác định

   Giải: λ_Al=3,9×10⁵ > λ_băng=3,4×10⁵.

7. Để nóng chảy 2kg chì (λ = 2,5×10⁴), Q cần là:
   • A. 2,5×10⁴ J
   • B. 5,0×10⁴ J ✅
   • C. 7,5×10⁴ J
   • D. 1,0×10⁵ J

   Giải: Q = 2×2,5×10⁴ = 5,0×10⁴ J.

8. Khối lượng băng tan khi Q = 3,4×10⁴ J:
   • A. 0,1 kg ✅
   • B. 0,2 kg
   • C. 0,5 kg
   • D. 1,0 kg

   Giải: m = 3,4×10⁴/3,4×10⁵ = 0,1 kg.

9. Với cùng khối lượng, chất nào cần Q lớn nhất để nóng chảy?
   • A. Nhôm ✅
   • B. Băng
   • C. Chì
   • D. Cả ba như nhau

   Giải: λ lớn hơn → Q lớn hơn.

10. Cần Q = 7,8×10⁴ J để nóng chảy hoàn toàn một chất có λ = 2,6×10⁵. Khối lượng là:
    • A. 0,2 kg
    • B. 0,3 kg ✅
    • C. 0,5 kg
    • D. 1,0 kg

    Giải: m = Q/λ = 0,3 kg.

11. Ý nghĩa “không làm thay đổi nhiệt độ” trong Q = mλ:
    • A. Không cần cung cấp nhiệt
    • B. Nhiệt độ giữ nguyên tại nhiệt độ nóng chảy trong suốt quá trình ✅
    • C. Nhiệt độ giảm dần
    • D. Nhiệt độ tăng dần
12. Để tính Q khi vật chưa đến nhiệt độ nóng chảy, công thức đúng là:
    • A. Q = mλ
    • B. Q = m c Δt + mλ ✅
    • C. Q = m c Δt
    • D. Q = λ/c
13. Với 0,4kg vật liệu có λ = 2,5×10⁵, Q bằng:
    • A. 1,0×10⁵ J ✅
    • B. 2,5×10⁵ J
    • C. 6,25×10⁴ J
    • D. 4,0×10⁵ J

    Giải: Q = 0,4×2,5×10⁵ = 1,0×10⁵ J.

14. Phát biểu nào sai?
    • A. λ phụ thuộc bản chất chất
    • B. λ phụ thuộc khối lượng mẫu ✅
    • C. λ đo ở nhiệt độ nóng chảy
    • D. λ có đơn vị J/kg

    Giải: λ không phụ thuộc khối lượng.

15. Q/m cho quá trình nóng chảy bằng:
    • A. c
    • B. λ ✅
    • C. Δt
    • D. 1/λ
16. So sánh Q để nóng chảy 2kg băng và 1kg nhôm:
    • A. 2kg băng nhỏ hơn
    • B. 2kg băng lớn hơn ✅
    • C. Bằng nhau
    • D. Không đủ dữ kiện

    Giải: Q_băng=2×3,4×10⁵=6,8×10⁵; Q_Al=1×3,9×10⁵=3,9×10⁵.

17. Khi tăng λ gấp đôi (m không đổi), Q sẽ:
    • A. giảm một nửa
    • B. tăng gấp đôi ✅
    • C. không đổi
    • D. tăng bốn lần
18. Chì có λ nhỏ (2,5×10⁴) nên:
    • A. rất khó nóng chảy
    • B. cần ít năng lượng để nóng chảy hơn so với băng cùng khối lượng ✅
    • C. không thể nóng chảy
    • D. cần nhiều năng lượng hơn băng
19. Khối lượng băng tan từ Q = 8,5×10⁴ J là:
    • A. 0,20 kg
    • B. 0,25 kg ✅
    • C. 0,50 kg
    • D. 1,00 kg

    Giải: m = 8,5×10⁴ / 3,4×10⁵ = 0,25 kg.

20. Để “nóng chảy hoàn toàn” nghĩa là:
    • A. Chỉ bắt đầu chảy
    • B. Toàn bộ khối rắn chuyển thành lỏng ở T nóng chảy ✅
    • C. Chuyển thẳng rắn → hơi
    • D. Nhiệt độ tăng liên tục
21. Chọn công thức sai (trong quá trình nóng chảy đẳng nhiệt):
    • A. Q = mλ
    • B. λ = Q/m
    • C. Q = m c Δt (với Δt ≠ 0) ✅
    • D. Q tỉ lệ với m

    Giải: Trong nóng chảy, Δt = 0 nên không dùng m c Δt để tính phần ẩn nhiệt.

22. Muốn giảm năng lượng tiêu tốn khi nấu luyện kim loại, nên ưu tiên kim loại có:
    • A. λ lớn
    • B. λ nhỏ ✅
    • C. λ không đổi
    • D. λ âm

🔗 Học tiếp: Bài 6 – Nhiệt hóa hơi riêng