Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính \({\rm{R}} = 6\;{\rm{cm}}\) đã được nung nóng tới nhiệt độ \({\rm{t}} = {325^\circ }{\rm{C}}\) lên một khối nước đá rất lớn ở \({0^\circ }{\rm{C}}\), có mặt trên phẳng ngang. Bỏ qua sự dẫn nhiệt của nước đá và sự nóng lên của đá đã tan, và trao đổi nhiệt với môi trường ngoài. Cho khối lượng riêng của sắt là \(\rho = 7800\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\), của nước đá là \({\rho _o} = 915\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\). Nhiệt dung riêng của sắt là \({\rm{C}} = 460\;{\rm{J}}/{\rm{kgK}}\), nhiệt nóng chảy của nước đá là \(3,4 \cdot {10^5}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}\). Hỏi viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là bao nhiêu, tính từ bề mặt của khối nước đá tới điểm sâu nhất của viên bi?
Câu hỏi trong đề: Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí Đà Nẵng có đáp án !!
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Khối lượng của nước đá lớn hơn rất nhiều khối lượng của bi nên khi có sự cân bằng nhiệt thì nhiệt độ là \({0^\circ }{\rm{C}}\).
Thể tích viên bi sắt (hình cầu) là \({V_s} = \frac{4}{3}\pi {R^3} = \frac{4}{3}\pi \cdot {6^3} = 288\pi \;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3} = 288\pi \cdot {10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^3}\)
Khối lượng viên bi sắt là \({m_s} = {D_s}{V_s} = 7800 \cdot 288\pi \cdot {10^{ - 6}} = 2,2464\pi (\;{\rm{kg}})\)
Nhiệt lượng mà viên bi tỏa ra để hạ xuống \({0^\circ }{\rm{C}}\) là:
\(Q = {m_s}{c_s}\Delta {t_s} = 2,2464\pi \cdot 460 \cdot 325 = 335836,8\pi (\;{\rm{J}})\)
Khối lượng nước đá tan thành nước là \({m_0} = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{335836,8\pi }}{{3,{{4.10}^5}}}(\;{\rm{kg}})\)
Thể tích khối đá tan ra là \(V = \frac{{{m_0}}}{{{D_0}}} = \frac{{\frac{{335836,8\pi }}{{3,{{4.10}^5}}}}}{{915}} \approx 3,{39.10^{ - 3}}\;{{\rm{m}}^3}\)
Do V là tổng thể tích của một hình trụ có chiều cao là h và một nửa hình cầu bán kính R nên ta có \(V = \pi {R^2}h + \frac{{{V_s}}}{2} \Rightarrow 3,39 \cdot {10^{ - 3}} = \pi \cdot 0,{06^2} \cdot h + \frac{{288\pi \cdot {{10}^{ - 6}}}}{2} \Rightarrow h \approx 0,26m = 26\;{\rm{cm}}\)
Viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là \(h + R = 26 + 6 = 32\;{\rm{cm}}\). Chọn \({\bf{A}}\)
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Hot: 1000+ đề thi giữa kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay
Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn
Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.
- Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
- Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
- Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
- Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
- Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
- Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
- Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
- Đăng ký ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
a) Đúng
b) Đúng. Từ thông qua vòng dây biến thiên nên xuất hiện suất điện động cảm ứng
c) Sai. Chu kì không thay đổi.
d) Đúng. Dòng điện cảm ứng sẽ sinh ra lực từ chống lại chuyển động của vòng dây, cơ năng sẽ chuyển hóa thành nhiệt lượng tỏa ra trên vòng dây.
Câu 2
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
a) Đúng.
b) Đúng. Áp dụng quy tắc bàn tay trái
c) Đúng. Lực từ phải hướng lên \( \Rightarrow \) dòng điện có chiều từ M sang N
\(F = P \Rightarrow ILB = mg \Rightarrow I = \frac{{mg}}{{LB}} = \frac{{10 \cdot {{10}^{ - 3}} \cdot 10}}{{0,4 \cdot 0,05}} = 5A\)
d) Sai. \(\tan \alpha = \frac{{{F^\prime }}}{P} = \frac{{{I^\prime }LB}}{{mg}} = \frac{{10.0,4 \cdot 0,05}}{{{{10.10}^{ - 3}} \cdot 10}} = 2 \Rightarrow \alpha \approx 63,{4^\circ }\)Câu 3
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập