Đáp án: `m+M=0,1125 \ kg`

Tóm tắt:

m (kg)

`t_1=100^oC`

M = 100 g = 0,1 kg

`t_2=0^oC`

$c=4200 \ J/kg.K$

$L=2,26.10^6 \ J/kg$

$\lambda=336000 \ J/kg$

------------------------

m + M = ?

Giải:

Nhiệt lượng do M (kg) nước đá thu vào để tan hoàn toàn:

`Q_1=M\lambda=0,1.336000=33600 \ (J)`

Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra:

`Q_2=mL+mc(t_1-t_2)=m[L+c(t_1-t_2)]=m(2,26.10^6+4200.100)=2680000m`

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

`Q_1=Q_2`

→ `33600=2680000m`

→ `m=0,0125 \ (kg)`

Khối lượng nước trong nhiệt lượng kế ngay sau khi nước đá tan hết:

`m+M=0,0125+0,1=0,1125 \ (kg)`

Đáp án:

  $m'=0,1125kg$

Giải thích các bước giải:

 $c=4200J/kg.K$

 $t=100^{o}C$

 $L=2,26.10^{6}J/kg$

 $M=0,1kg$

 $λ=3,34.10^{5} J/kg$

 $m'=?$

Gọi khối lượng hơi nước là $m(kg)$

Nhiệt lượng tỏa ra để ngưng tụ lại thành nước ở $100^{o}C$ là :

$Q_{tỏa_{1}}=m.L=m.2,26.10^{6}=2260000m(J)$

Nhiệt lượng tỏa ra để hạ nhiệt độ từ $100^{o}C$ xuống $0^{o}C$ là :

$Q_{tỏa_{2}}=m.c.Δt=m.4200.(100-0)=420000m(J)$

Tổng nhiệt lượng tỏa ra là :

$Q_{tỏa}=Q_{tỏa_{1}}+Q_{tỏa_{2}}=2260000m+420000m=2680000m(J)$

Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn là :

$Q_{thu}=m.λ=0,1.3,34.10^{5}=33400J$

Phương trình cân bằng nhiệt :

$Q_{tỏa}=Q_{thu}$

$2680000m=33400$

$m≈0,0125kg$

Vì hơi nước đã ngưng tụ lại thành nước và nước đá đã nóng chảy hoàn toàn nên khối lượng nước trong nhiệt lượng kế lúc này là :

$m'=M+m=0,1+0,0125=0,1125kg$