Trong một bình kín đựng nước ở 00C có một cục nước đá khối lượng m = 100g nổi trên mặt nước. Trong cục nước đá đó có một miếng chì khối lượng m1 = 5g. Cần phải cung cấp cho nhiệt lượng tối thiểu bằng bao nhiêu để cục nước đá có lẫn chì đó chìm xuống. Cho biết khối lượng riêng của nước đá Dd = 0,9g/cm3; của chì Dchì = 11,3g/cm3; nhiệt nóng chảy của nước đá \(\lambda\)=3,3.105J/kg; Bỏ qua sự mất mát nhiệt.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
1-)để cục nước đá bắt đầu chìm hay nổi thì không cần thiết để cho toàn bộ cục nước đá tan hết,nếu biết nổi hay chìm thì ta cần phải xét khối lượng riêng của nước đá và chì có bằng hay nhỏ hơn,lớn hơn trọng lượng riêng nước ta có
gọi m hay vì m2=12g=0,012kg
m1=120g=0,12kg
gọi M'1 là khối lượng còn lại đá khi bắt đầu chìm
Dkk là khối lượng riêng trung bình của nước đá và chì
V tổng thể tích của nước đá và chị
m khối lượng của chì
Dkk=Dnuoc<=>\(\dfrac{M'1+m}{V}=Dnuoc\)
cách khác \(V=\dfrac{m}{Dchi}+\dfrac{M}{Dnuocda}\)
do đó M'1+m=Dnuoc.\(\left(\dfrac{M'1}{Dnuocda}+\dfrac{m}{Dchi}\right)\)
M1=\(\dfrac{m.\left(Dchi-Dnuoc\right).Dnuocda}{\left(Dnuoc-Dnuocda\right).Dchi}=\dfrac{0,012.\left(11300-1000\right).900}{\left(1000-900\right).11300}\approx0,1kg=100g\)
nếu trường hợp 1 M1=100g để điều kiện tốn khối lượng đá để chìm trong nước
thì khối lượng nước đá ở đây là 120g vẫn chìm trong nước
khối lượng nước đá phải tan :120-20=20g=0,02kg
2-)nhiệt lượng cần dùng cái này phải đổi ra mg
Q=\(\lambda.M'=3,4.10^5.0,02=6800J\)
a/ Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -100C đến 00C
Q1 = m1C1(t2 - t1) = 3600(J)
Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C
Q2 = m1.λ = 68000 (J)
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 00C đến 1000C
Q3 = m3C2(t3 - t2) = 84000(J)
Nhiệt lượng nước thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở 1000C
Q4 = m1.L = 460000(J)
Nhiệt lượng cần cung cấp trong suốt quá trình:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 615600(J)
b/ Gọi m' là lượng nước đá đã tan: m' = 200 - 50 = 150g = 0,15Kg
Do nước đá tan không hết nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 00C.
Nhiệt lượng mà m' (Kg) nước đá thu vào để nóng chảy:
Q' = m'λ = 51000 (J)
Nhiệt lượng do m'' Kg nước và xô nhôm tỏa ra để giảm xuống từ 200C đến 00C
Q" = (m"C2 + mnhCnh)(20 - 0)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q" = Q' + Q1 hay:
(m"C2 + mnhCnh)(20 - 0) = 51000 + 3600
\(\Leftrightarrow\)m" = 0,629 (Kg)
200g=0,2kg
50g=0,05kg
100g=0,1kg
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q=m_1C_1\left(0--10\right)+m_1\lambda+m_1C_2\left(100-0\right)+m_1L\)
\(\Leftrightarrow Q=3600+68000+84000+460000\)
\(\Leftrightarrow Q=615600J\)
nếu bỏ cục nước đá vào nước thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q_n+Q_{nh}=Q_{nđ}\)
\(\Leftrightarrow Q_2+Q_3=Q_1\)
\(\Leftrightarrow m_2C_2\left(t_2-t\right)+m_3C_3\left(t_3-t\right)=m_1C_1\left(t-t_1\right)+\left(m_1-0,05\right)\lambda\)
\(\Leftrightarrow4200m_2\left(20-0\right)+88\left(20-0\right)=360\left(0--10\right)+3,4.10^5\left(0,2-0,05\right)\)
\(\Leftrightarrow84000m_2+1760=54600\)
\(\Rightarrow m_2=0,63kg\)
chú ý ở câu b:
nhiệt độ cân bằng là 0 vì nước đá chưa tan hết.
khối lượng nhân cho lamđa phải trừ đi cho phần chưa tan hết
chúc bạn thành công nhé
Bạn tham khảo nhé!
a. Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -100C đến 00C
Q1 = m1C1(t2 - t1) = 3600(J)
Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C
Q2 = m1.λ = 68000 (J)
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 00C đến 1000C
Q3 = m3C2(t3 - t2) = 84000(J)
Nhiệt lượng nước thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở 1000C
Q4 = m1.L = 460000 (J)
Nhiệt lượng cần cung cấp trong suốt quá trình là:
Qtổng = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 3600 + 68000 + 84000 + 460000 = 615600 (J)
Vậy nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 100oC là 615600 J.
b) Gọi m là lượng nước đá đã tan: m = 200 - 50 = 150 g = 0,15 kg
Do nước đá tan không hết nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 0oC.
Nhiệt lượng mà m (kg) nước đá thu vào để nóng chảy là:
Q' = m.λ = 51000 (J)
Nhiệt lượng do m' kg nước và xô nhôm tỏa ra để giảm xuống từ 20oC đến 0oC là:
Q" = (m'.c2 + mnhôm.cnhôm).(20 - 0)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q" = Q' + Q1
⇔ (m'.c2 + mnhôm.cnhôm).(20 - 0) = 51000 + 3600
⇔ m'.4200 + 88 = 2730
⇔ m'.4200 = 2642
⇒m' = (kg).
Vậy lượng nước đã có sẵn trong xô lúc ban đầu là 1321/2100kg.
đoạn Qthu hơi nhầm lẫn xíu rối quá(bên dưới)
\(Qthu=170000M+\dfrac{1}{2}.2100.M.20+mC.20+2m.4200.20\)
\(=191000M+20mC+168000m\)
\(=>252000m+126000M=191000M+20mC+168000m\)
\(=>65000M=20m\left(4200-C\right)\left(2\right)\)
(2) chia(1)
\(=>\dfrac{260}{701}=\dfrac{2\left(4200-C\right)}{8401}=>C=...\)
đá chỉ tan một nửa nên nhiệt độ cuối cùng tcb=0oC
\(=>Qthu1=\dfrac{1}{2}M.34.10^4=170000M\left(J\right)\)
\(=>Qthu2=\dfrac{1}{2}M.2100.5=5250M\left(J\right)\)
\(=>Qtoa1=m.C.10=10m\left(J\right)\)
\(=>Qtoa2=2m.4200.10=84000m\left(J\right)\)
\(=>175250M=84010m\left(1\right)\)
khi rót một lượng nước ở t3=50oC
\(=>Qtoa=\left(2m+M\right).4200.\left(50-20\right)=\left(2m+M\right)126000\left(J\right)\)
\(=252000m+126000M\left(J\right)\)
\(=>Qthu=170000M+m.C.20+2m.4200.20\)
\(=170000M+20mC+168000m\left(J\right)\)
\(=>252000m+126000M=170000M+20mC+168000m\)
\(< =>\)\(44000M=20m\left(4100-C\right)\left(2\right)\)
(2) chia(1)
\(=>\dfrac{176}{701}=\dfrac{2\left(4100-C\right)}{8401}=>C=...\)
(bài này ko chắc , bạn bấm lại máy tính nhá , dài quá sợ sai)
gọi m là số lượng kg nước cần thêm
nhiệt lượng để hệ tăng đến 0 độ
\(Q_1=0,1.2100.20+0,125.380.20=5150\left(J\right)\)
nhiệt lượng làm nửa đá tan
\(Q_2=3,4.10^5.\dfrac{0,1}{2}=17000\left(J\right)\)
cân bằng nhiệt ta có \(Q_1+Q_2=m.4200.20\Rightarrow m\approx0,264\left(kg\right)\)
Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C