Question

[Phạm Công Trứ]

thực sự là nhiệt học trong đề thi hs giỏi á

Một cục nước đá có khối lượng m₁=100g ở nhiệt độ -10⁰C.

a)Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đưa cục nước đá lên đến 0⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/Kg.K.

b)Người ta đặt một thỏi đồng có khối lượng m₂=150g ở nhiệt độ 100⁰C lên trên cục nước đã nói trên đang ở 0⁰C. Hỏi nước đá có nóng chảy hết không? Nếu không thì khối lượng phần nước đá nóng chảy là bao nhiêu? Cho nhiệt dung riêng của đồng 380J/Kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá 3,4.10⁵ J/Kg.

c)Sau đó đưa cả hệ thống trên vào trong bình cách nhiệt. Tìm khối lượng hơi nước m₃ ở 100⁰C cần phải dẫn vào bình để hệ thống có nhiệt độ 20⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nước 4200J/Kg.K, nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.10⁶ J/Kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của bình. >3

Answer 1

[Ma Đức Minh]

a,Gọi các nhiệt độ lần lượt là: t₁ = - 10⁰C; t₁’ = 0⁰C; t₂ = 100⁰C; t = 20⁰C.

Nhiệt lượng cần thiết :

Q₁ = m₁c₁(t₁^’ _– t₁) = 1800J

b,Giả sử nước đá nóng chảy hoàn toàn thì nhiệt lượng cần cung cấp là:

\(Q_1'=m_1\lambda=34000J\)

Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ xuống 0⁰C là :

Q₂ = m₂c₂( t₂ – t₁^’) = 5700J

Ta thấy Q₁’ > Q₂ nên chỉ có một phần nước đá nóng chảy.

Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy là : Q₁’’ = m. \(\lambda\)

Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : Q₁’’ = Q₂ <=> m. l = Q₂

Khối lượng nước đá bị nóng chảy là : m=

\(\dfrac{Q_2}{l}\approx0,0167kg\)

c,Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra :

Q₃ = m₃L + m₃c₃ (t₂ – t)

Q₃ = 2636000m₃

Nhiệt lượng nước đá và thỏi kim loại thu vào:

Q’ = m’l + m₁c₃ (t – t₁’) + m₂c₂ (t – t₁’)

Với m’ = m₁ - m

Thay số vào và tính được Q’ = 37842J

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có Q₃ = Q’

<=> 2636000m₃ = 37841,6

=> m₃ \(\approx\)0,0144kg