Joulemeter đo gì trong bộ đun nước?

Dòng điện đi qua dây đốt làm dây nóng lên rồi truyền năng lượng cho nước. Bộ thí nghiệm gồm nguồn điện 12 V, joulemeter, bình nhiệt lượng kế có dây đốt, nhiệt kế, que khuấy và dây nối.
**Joulemeter đo năng lượng điện**, đơn vị joule (J). Nhiệt kế đo nhiệt độ nước. Có hai dây nối nguồn với đầu vào joulemeter và hai dây nối đầu ra với dây đốt, đúng cổng của thiết bị. Hình chỉ giúp nhận biết bố trí; thực hành theo hướng dẫn của giáo viên và đúng thiết bị đang dùng.
Bài luyện
Trong bộ đun nước, joulemeter được chọn chế độ năng lượng. Số đo trực tiếp của nó là gì?
Nhiệt kế đo nhiệt độ.
Muốn biết khối lượng cần phép đo khác.
Đúng: joulemeter đo năng lượng điện.
Bộ đo không tự tách phần nước khỏi bình và thất thoát.
Lời giải
Joulemeter ở chế độ năng lượng đo năng lượng điện, đơn vị joule. Dây đốt dùng năng lượng này để đun nước, nhưng số chỉ không tự loại phần làm nóng thiết bị và truyền ra môi trường. Đáp án C.
Ghi nhiệt độ cùng số chỉ năng lượng
1. Khi nguồn đã tắt, cho lượng nước xác định vào bình để ngập dây đốt và đầu đo nhiệt kế. Giáo viên kiểm các mối nối trước khi bật nguồn.
2. Chọn chế độ đo năng lượng, đưa số đếm về 0 theo hướng dẫn thiết bị hoặc ghi số chỉ ban đầu. Khuấy nhẹ và ghi nhiệt độ ban đầu.
3. Bật nguồn, khuấy nhẹ để nhiệt độ nước đều hơn. Khi nước tăng 3 °C, 6 °C rồi 9 °C so với ban đầu, ghi nhiệt độ và số chỉ joulemeter tương ứng.
4. Tắt nguồn. Lặp lại với lượng nước nhiều hơn; ghi rõ lượng nước và các điều kiện của từng lần.
Không chỉnh dây khi nguồn đang bật, không để bộ phận điện ngoài bình bị ướt, không chạm dây đốt hay nước nóng. Đây là thực hành có giáo viên giám sát; làm đúng câu hỏi trực tuyến chưa thay thế thao tác đo.
Bài luyện
Trước khi bật nguồn trong thí nghiệm, việc nào cần làm?
Đúng: kiểm bố trí và an toàn trước khi cấp điện.
Dây đốt phải ngập nước theo bố trí thực hành.
Không tháo hay chỉnh dây khi đang cấp điện.
Cần nhiệt độ ban đầu để xác định độ tăng nhiệt độ.
Lời giải
Nguồn phải tắt khi lắp và kiểm mạch. Nước cần ngập dây đốt, đầu đo nhiệt kế; giáo viên kiểm đúng các cổng rồi mới bật nguồn. Đáp án A.
Bài luyện
Khuấy nhẹ nước trong khi đun có tác dụng chính nào trong phép đo?
Nước tăng nhiệt độ cần năng lượng; khuấy chủ yếu giúp trộn các vùng nước.
Đúng: giảm chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng trong bình.
Khuấy không ngăn hoàn toàn trao đổi nhiệt với môi trường.
Nhiệt độ nước vẫn tăng khi đang được đun.
Lời giải
Nước gần dây đốt có thể nóng hơn các vùng khác. Khuấy nhẹ giúp trộn nước, làm nhiệt độ trong bình đều hơn và việc đọc nhiệt kế phù hợp hơn; không xóa mọi thất thoát. Đáp án B.
Nếu số chỉ ban đầu không bằng 0
Ví dụ minh họa: trước khi đun, joulemeter chỉ 120 J; lúc nước đạt mốc cần đo, số chỉ là 2 040 J. Năng lượng điện cấp thêm trong khoảng này là:
$$E=2\,040-120=1\,920\ \text{J}.$$
Số đo gồm cả năng lượng làm nóng bình, dây đốt và phần truyền ra môi trường. Chỉ khi coi các phần này không đáng kể mới lấy năng lượng điện cấp vào xấp xỉ năng lượng nước nhận.
Bài luyện
Số chỉ joulemeter tăng từ 250 J lên 2 650 J trong khoảng đun đang xét. Năng lượng điện cấp thêm là bao nhiêu?
Phải lấy số cuối trừ số đầu, không cộng.
Đây chỉ là số chỉ ban đầu.
Số cuối còn gồm phần đã đếm trước khoảng đang xét.
Đúng: 2 650 − 250 = 2 400 J.
Lời giải
Năng lượng cấp thêm bằng chênh lệch hai số chỉ: $E=2\,650-250=2\,400\ \text{J}$. Không lấy riêng số cuối khi số đầu khác 0. Đáp án D.