Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá nhiệt độ t= - 5°C Người ta đổ vào bình một lượng nước có khối lượng m = 0.5kg ở nhiệt độ t = 80°C Sau khi cân bằng nhiệt thể tích của chất chứa trong bình là V = 1, 2 . Tìm khối lượng chất chứa trong bình. Biết khối lượng riêng của nước và nước đá là D=1000kg / m³ và D= 900kg /m³ nhiệt dung riêng của nước và nước đá là 4200J/kg.K, 2100J/kg.K nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10J/kg.
Đáp án `+` Giải thích các bước giải:
Bỏ qua hao phí do môi trường, sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế
Giả sử đá tan hết trong bình
Khối lượng nước đá là:
`m_d = m_h - m = 1,2 - 0,5 = 0,7 (kg)`
Nhiệt lượng cần cung cấp để đá tan hoàn toàn là:
`Q_1 = m_d c_d \Deltat_1 + m_d \lamda = 0,7.2100.[0-(-5)] + 0,7 . 3,4 .10^5 = 311500 (J)`
Nhiệt lượng để lượng nước đổ vào xuống `0^oC` là:
`Q_2 = m c \Deltat_2 = 0,5.4200.(80-0) = 168000 (J)`
Ta thấy: `Q_2 < Q_1` `=>` Đá chưa tan hết, giả sử sai
`Q_2 > m_d c_d \Deltat_1 = 7350 ` `=>` Nhiệt độ của hệ lúc sau là `0^oC`
Gọi khối lượng đá tan là `x (kg)`
`Q_2 - 7350 = x \lamda = 168000 - 7350= 340000x`
`=> x = 0,4725 (kg)`
Khối lượng nước lúc sau là:
`m_n = m + x = 0,5 + 0,4725 = 0,9725 (kg)`
Thể tích nước lúc sau là:
`V_n = m_n/D_n = (0,9725)/1000 = 9,725.10^{-4} (m^3) = 0,9725 (l)`
Thể tích đá là:
`V_d = V - V_n = 1,2 - 0,9725 = 0,2275 (l) = 2,275.10^{-4} (m^3)`
Khối lượng đá lúc sau là:
`m_d' = D_d V_d = 900 . 2,275.10^{-4} = 0,20475 (kg)`
Khối lượng chất chứa trong bình là:
`m' = m_n + m_d' = 0,9725 + 0,20475 = 1,17725 (kg)`.
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 12 - Năm cuối ở cấp trung học phổ thông, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh, trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kỳ vọng của người thân xung quanh. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng nề. Hãy tin vào bản thân, mình sẽ làm được và tương lai mới đang chờ đợi chúng ta!
Copyright © 2021 HOCTAPSGK