Trong ruột của một khối nước đá lớn ở 0⁰C có một cái hốc với thể tích V = 160cm³. Người ta rót vào hốc đó 60gam nước ở nhiệt độ 75⁰C. Hỏi

a/Tính nhiệt lượng do 60gam nước toả ra khi nguội tới 0 độ C ?

b/ khi nước nguội hẳn thì thể tích hốc rỗng còn lại bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của nước là D_n = 1g/cm³ và của nước đá là D_d = 0,9g/cm³; nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K và để làm nóng chảy hoàn toàn 1kg nước đá ở nhiệt độ nóng chảy cần cung cấp một nhiệt lượng là 3,36.10⁵J.

Lời giải:

Đổi:

\(m = 60\) g \( = 0,06\) kg

a) Nhiệt lượng nước tỏa ra khi nguội tới 0 độ C là:

\({Q_1} = mc({t_0} - 0) = 0,06 \cdot 4200 \cdot 75 = 18900{\rm{ J}}\)

b) Khối lượng đá tan là:

\({m_1} = \frac{{{Q_1}}}{\lambda } = \frac{{18900}}{{3,36 \cdot {{10}^5}}} = 0,05625{\rm{ (kg)}} = 56,25{\rm{ g}}\)

Thể tích đá tan là:

\({V_1} = \frac{{{m_1}}}{{{D_d}}} = \frac{{56,25}}{{0,9}} = 62,5{\rm{ (c}}{{\rm{m}}^3})\)

Thể tích nước trong hốc là:

\({V_2} = \frac{{m + {m_1}}}{{{D_n}}} = \frac{{60 + 56,25}}{1} = 116,25{\rm{ (c}}{{\rm{m}}^3})\)

Thể tích hốc rỗng còn lại là:

\({V_r} = V + {V_1} - {V_2} = 160 + 62,5 - 116,25 = 106,25{\rm{ (c}}{{\rm{m}}^3})\)