Câu hỏi:

13/09/2025 130 Lưu

Hai thỏi băng có khối lượng lần lượt là m1 (kg) và m2=m1+0,15 (kg) được đặt trong hai nhiệt lượng kế giống hệt nhau. Cấp nhiệt cho hai thỏi băng bằng nguồn nhiệt (dây nung) có cùng công suất 𝒫 không đổi và theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của chúng trong 10 phút. Hình bên dưới là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ chênh lệch nhiệt độ t giữa hai nhiệt lượng kế theo thời gian τ. Các điểm ngắt trong đồ thị tương ứng với các thời điểm τ1=70s, τ2=95s, τ3=345s, τ4=468sτ5=600s

     Cho nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là λ=330 kJ/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là c1=2100 J/(kg.K) và nhiệt dung riêng của nước là c2=4200 J/(kg.K).

     Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và nhiệt lượng kế.

     a) Trong khoảng thời gian từ τ=0s đến τ1=70s, nhiệt độ của thỏi băng có khối lượng m1 tăng đến 0 °C. Đến thời điểm τ3=345s, thỏi băng có khối lượng m1 nóng chảy hoàn toàn.

     b) Khối lượng của hai thỏi băng lần lượt là m1=0,42 kg, m2=0,57 kg.

     c) Công suất của nguồn nhiệt là P752 W.

     d) Nhiệt độ ban đầu của hai thỏi băng xấp xỉ bằng - 60 °C.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Trong khoảng thời gian từ τ=0s đến τ1=70s, nhiệt độ của thỏi băng có khối lượng m1 tăng đến 0 °C. Đến thời điểm τ3=345s, thỏi băng có khối lượng m1 nóng chảy hoàn toàn.

Đ

 

b

Khối lượng của hai thỏi băng lần lượt là m1=0,42 kg, m2=0,57 kg.

Đ

 

c

Công suất của nguồn nhiệt là P752 W.

 

S

d

Nhiệt độ ban đầu của hai thỏi băng xấp xỉ bằng - 60 °C.

 

S

     a) Từ đồ thị đã cho, ta có thể biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ từng thỏi băng theo thời gian như đồ thị bên dưới:

     Trong khoảng thời gian từ τ=0s đến τ1=70s, nhiệt độ của thỏi băng có khối lượng m1 tăng đến 0 °C. Đến thời điểm τ3=345s, thỏi băng có khối lượng m1 nóng chảy hoàn toàn.

     b) Dựa vào đồ thị ở câu a, ta xác định được: trong khoảng thời gian từ τ=0s đến τ2=95s, nhiệt độ của thỏi băng có khối lượng m2 tăng đến 0 °C.

     Nhiệt lượng thỏi băng có khối lượng m1 thu vào để tăng nhiệt độ đến 0 °C:

Q1tăng=m1.c1.T=P.τ1 (1)

     Nhiệt lượng thỏi băng có khối lượng m2 thu vào để tăng nhiệt độ đến 0 °C:

Q2tăng=m2.c1.T=P.τ2 (2)

Từ (1) và (2) suy ra: m1m2=τ1τ2 Û m1m11+0,15=7095 Û m1=0,42 kg.

                                                                         Þ m2=0,57 kg.

Vậy, khối lượng của hai thỏi băng lần lượt là m1=0,42 kg, m2=0,57 kg.

     c) Dựa vào đồ thị ở câu a, ta xác định được quá trình nóng chảy của thỏi băng có khối lượng m1 diễn ra từ τ1=70s đến τ3=345s. Nhiệt lượng khối băng đã thu vào trong quá trình này là:

Q1nc=λ.m1=P.τ3-τ1 Û 330000.0,42=P.345-70 Û P=504 W.

Vậy công suất của nguồn nhiệt là P=504 W.

     d) Thay P=504 W vào Q1tăng=m1.c1.T=P.τ1, ta được:

0,42.2100.0-t0=504.70 Û t0=-40°C.

Vậy nhiệt độ ban đầu của hai thỏi băng là t0=-40°C.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Nhiệt độ của khối khí ở trạng thái (1) xấp xỉ bằng 722 K.

Đ

 

b

Trong quá trình biến đổi trạng thái từ (1)  (2), nhiệt độ lớn nhất của khối khí xấp xỉ bằng 963 K.

Đ

 

c

Trong quá trình biến đổi trạng thái từ (1)  (2), tỉ số giữa động năng tịnh tiến trung bình (của nguyên tử khí helium) cực đại và cực tiểu là 43.

Đ

 

d

Công mà khối khí nhận được trong quá trình biến đổi trạng thái từ (2)  (3) xấp xỉ 5 933 J.

 

S

     a) Nhiệt độ của khối khí ở trạng thái (1):

Ta có: p1.V1=n.R.T1 Û T1=p1.V1n.R=6.105.10.10-31.8,31=2.105277 K722 K.

     b) Trong quá trình biến đổi trạng thái từ (1) ® (2), mối liên hệ giữa p và V được xác định bởi biểu thức: p=a.V+b.

Từ đồ thị, ta có:6.105=a.10.10-3+b2.105=a.30.10-3+b Þ a=-2.107b=8.105Þ p=-2.107.V+8.105

                                                                                                 Û p.V=-2.107.V2+8.105.V

Mà: p.V=n.R.T=1.8,31.T

Suy ra: -2.107.V2+8.105.V=8,31.T ÛT=-2.1078,31.V2+8.1058,31.V

T'=-4.1078,31.V+8.1058,31=0 Û V=0,02 m3 Þ Tmax=-2.1078,31.0,022+8.1058,31.0,02=8.1058,31 K963 K.

     c) Theo kết quả của câu b, ta có: Tmax=8.105831 KT=-2.1078,31.V2+8.1058,31.V

Trong quá trình biến đổi trạng thái từ (1) ® (2), Tmin khi V=V1 hoặc V=V2

                                                                         Þ Tmin=T1=T2=2.105277  K.

Và tỉ số giữa động năng tịnh tiến trung bình (của nguyên tử khí helium) cực đại và cực tiểu là:

WđmaxWđmin=32k.Tmax32k.Tmin=TmaxTmin=8.1058312.105277=43.

     d) Điểm biểu diễn trạng thái (1) và (3) nằm trên đường thẳng đi qua gốc tọa độ nên mối liện hệ giữa p và V có dạng: p=a.V

Ở trạng thái (1), ta có: p1=a.V1 Û 6.105=a.10.10-3 Û a=6.107

Þ p=6.107.V

Ở trạng thái (3), ta có: p=6.107.V Û 2.105=6.107.V3 Û V3=103.10-3 m3.

Công mà khối khí nhận được trong quá trình biến đổi trạng thái từ (2)  (3) (nén đẳng áp) là:

A=p.V=2.105.30.10-3-103.10-35 333 J.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

A. Diện tích mặt thoáng của ruộng muối.

B. Nhiệt độ không khí và nước biển trong ruộng muối.

C. Tốc độ gió thổi qua ruộng muối.

D. Thể tích lượng nước biển trong ruộng muối.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP