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:
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 \({\bf{A}}\)
Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- 500 Bài tập tổng ôn Vật lí (Form 2025) ( 38.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Lời giải
Câu 2
Lời giải
Câu 3
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.
Câu 4
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.
Câu 5
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.
Câu 6
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.


