Câu 2. Một nhóm học sinh thực hiện dự án chưng cất tinh dầu bạc hà bằng phương pháp "lôi cuốn hơi nước" với hệ...

Câu
B.         Một nhóm học sinh thực hiện dự án chưng cất tinh dầu bạc hà bằng phương pháp "lôi cuốn hơi nước" với hệ thống như hình bên. Qui trình thực hiện như sau: Nước trong bình (2) nhận nhiệt từ nguồn nhiệt (1), hóa hơi và đi qua nguyên liệu (3), cuốn theo tinh dầu bạc hà; Hỗn hợp hơi nước - tinh dầu (4) đi qua ống dẫn (5) vào bình ngưng (6) được làm nguội và ngưng tụ thành hỗn hợp lỏng và thu vào bình chứa (7); Sau đó dùng kĩ thuật tách để lấy tinh dầu khỏi nước. Nhóm sử dụng bình ngưng chứa 5,0 lít nước ban đầu ở  và không thay nước trong cả quá trình. Sau 4 giờ thì hoàn thành quá trình chưng cất, khi đó nước trong bình ngưng có nhiệt độ . Bỏ qua sự quá trình truyền nhiệt của hệ thống ra môi trường, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của nước là .

A. Khi đi qua bình ngưng, hỗn hợp hơi nước - tinh dầu đã truyền nhiệt cho nước và ngưng tụ.

B. Nhiệt lượng mà nước trong bình ngưng đã nhận từ hỗn hợp hơi là  

C. Thực tế, để đảm bảo hiệu suất ngưng tụ, nhiệt độ bình ngưng không được vượt quá ; với điều kiện tốc độ cung cấp nhiệt lượng của hơi cho nước ổn định thì cứ khoảng 1,6 giờ các bạn cần thay nước cho bình lạnh một lần.

D. Tốc độ trao đổi nhiệt giữa hỗn hơi và nước trong bình ngưng tăng khi nhiệt độ nước của bình ngưng tăng lên.

Hướng dẫn

Đáp án: ĐĐĐS

A.  Đúng. Hơi nước đi qua bình (3), đến bình (6), thông qua ống dẫn sẽ tỏa nhiệt cho nước ở bình (6) và xảy ra quá trình ngưng tụ (chuyển sang thể lỏng). Nước ở bình (6) sẽ tăng nhiệt độ.

B.  Đúng. Nhiệt lượng nước nhận được là

Q = mcΔt=DVcΔt=0,997.5000.4,180.(40-15)=520932,5 J ≈ 521 kJ.

C. Đúng. Bỏ qua sự quá trình truyền nhiệt của hệ thống ra môi trường, coi hiệu suất là 100 %. Tốc độ cung cấp nhiệt lượng của hơi nước là P được tính bằng công thức

P.t = Q 🡪 P = 520932,5/ 4 = 130233,125 J/h.

Thời gian cần thay nước là

P.t=Q 🡪 130233,125. t = 0,997.5000.4,180.(25-15)🡪 t = 1,6 h

D. Sai. Tốc độ trao đổi nhiệt giữa hỗn hợp hơi và nước trong bình ngưng không thay đổi khi nhiệt độ nước trong bình ngưng tăng.