Hai bình nhiệt lượng kế hình trụ giống nhau cách nhiệt có cùng độ cao 25 cm. Bình A chứa nước ở nhiệt độ \({44^\circ }{\rm{C}}\), bình B chứa nước đá tạo thành do làm lạnh nước đã đổ vào bình đó từ trước. Lượng chất chứa trong mỗi bình đều đến độ cao \({\rm{h}} = 10\;{\rm{cm}}\). Đổ tất cả nước ở bình A vào bình \(B\). Khi cân bằng nhiệt thì mức nước trong bình \(B\) giảm \(\Delta h = 6\;{\rm{mm}}\) so với khi vừa mới đổ nước từ bình A vào. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(\lambda = 3,{35.10^5}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}\), nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là \({{\rm{c}}_1} = 2100\;{\rm{J}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}}),{{\rm{c}}_2} = 4200\;{\rm{J}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}})\). Khối lượng riêng của nước và nước đá lần lượt là \({{\rm{D}}_0} = 1000\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3},{\rm{D}} = 900\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\). Nhiệt độ nước đá ban đầu trong bình B là bao nhiêu \(^\circ {\rm{C}}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?
Quảng cáo
Trả lời:
Đáp án:
Vì khi có cân bằng nhiệt thì mực nước trong bình giảm đi \(\Delta {\rm{h}} = 0,6\;{\rm{cm}}\), chứng tỏ nước đá đã nóng chảy
Gọi \(x\) là chiều cao của của cột nước đá đã nóng chảy, thì sau khi nóng chảy nó tạo thành cột nước tương ứng có chiều cao là \(x - \Delta h\)
Vì khối lượng nước đá tan chảy và khối lượng nước tạo thành tương ứng không đổi nên:
\({m_{d\tan }} = DSx = {D_0}S(x - \Delta h) \Rightarrow 0,9 \cdot x = 1 \cdot (x - 0,6) \Rightarrow x = 6\;{\rm{cm}}\)
Vì \(x = 6\;{\rm{cm}} < 10\;{\rm{cm}} = {\rm{h}}\) chứng tỏ nước đá chỉ nóng chảy một phần, do đó nhiệt độ cân bằng của hệ khi có cân bằng nhiệt là \({0^\circ }{\rm{C}}\)
Nhiệt lượng tỏa ra của nước \({Q_A} = {m_A}{c_2}\Delta {t_A} = {D_0}Sh{c_2}{t_A}\)
Nhiệt lượng thu vào của nước đá để tăng nhiệt độ là \({Q_B} = {m_B}{c_1}\Delta {t_B} = - DSh{c_1}{t_B}\)
Nhiệt nóng chảy \({Q_{nc}} = \lambda {m_{d{\rm{ tan }}}} = \lambda DSx\)
Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_A} = {Q_B} + {Q_{nc}} \Rightarrow {D_0}Sh{c_2}{t_A} = - DSh{c_1}{t_B} + \lambda DSx\)
\( \Rightarrow 1000 \cdot 10 \cdot 4200 \cdot 44 = - 900 \cdot 10 \cdot 2100 \cdot {t_B} + 3,35 \cdot {10^5} \cdot 900 \cdot 6 \Rightarrow {t_B} \approx - {2^o}C\)
Trả lời ngắn: -2
Chú ý: Bình B chứa nước đá tạo thành do làm lạnh nước đã đổ vào bình từ trước nên xem như khi đổ nước từ bình A vào thì nước không thể tràn xuống dưới để đẩy nước đá lên trên được
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Lời giải
a) Đúng. Đun nóng từ từ nên quá trình này áp suất luôn bằng áp suất khí quyển
b) Sai. Khi piston bắt đầu chạm mấu thì \(\frac{{{p_0} \cdot \frac{V}{2}}}{{{T_0}}} = \frac{{{p_0}V}}{T} \Rightarrow T = 2{T_0} < 4{T_0}\)
Sau đó thì \(pS = {p_0}S + N\) (với N là áp lực của mấu tác dụng vào piston) nên \(p\) thay đổi
c) Đúng. Sau khi piston chạm mấu thì thể tích không đổi
d) Đúng. Công khí thực hiện là \({A^\prime } = {p_0}\left( {V - \frac{V}{2}} \right) = \frac{1}{2}{p_0}V\)
\(\Delta U = \frac{3}{2}nR\left( {4{T_0} - {T_0}} \right) = \frac{9}{2} \cdot nR{T_0} = \frac{9}{2} \cdot {p_0} \cdot \frac{V}{2} = \frac{9}{4}{p_0}V\)
\(Q = \Delta U + {A^\prime } = \frac{9}{4}{p_0}V + \frac{1}{2}{p_0}V = \frac{{11}}{4}{p_0}V\)
Câu 2
Lời giải
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.
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.
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 6
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.
