Câu hỏi:

25/04/2026 242 Lưu

Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính R = 6 cm đã được nung nóng tới nhiệt độ t = 325 lên một khối nước đá rất lớn ở 0, 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 ρ = 7800 kg/m3, của nước đá là ρo = 915 kg/m3. Nhiệt dung riêng của sắt là c = 460 J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105 J/kg. Hỏi viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là bao nhiêu cm, tính từ bề mặt của khối nước đá tới điểm sâu nhất của viên bi. (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

34

Đáp án: 34

Gọi \(R = 6\;{\rm{cm}} = 0,06\;{\rm{m}}\).

Nhiệt lượng viên bi sắt tỏa ra khi nguội từ 325°C xuống 0°C:

\({m_{{\rm{sat}}}} = \rho \cdot \frac{4}{3}\pi {R^3} = 7800 \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {(0,06)^3} \approx 7,06\;{\rm{kg}}\)

\(Q = {m_{{\rm{sat}}}}{\mkern 1mu} c\Delta T = 7,06 \cdot 460 \cdot 325 \approx 1,055 \cdot {10^6}\;{\rm{J}}\)

Toàn bộ \(Q\) dùng để làm tan băng ở 0°C:

\({m_{{\rm{bang tan}}}} = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{1,055 \cdot {{10}^6}}}{{3,4 \cdot {{10}^5}}} \approx 3,10\;{\rm{kg}}\)

Thể tích băng bị tan \(V = \frac{{{m_{{\rm{bang tan}}}}}}{{{\rho _0}}} = \frac{{3,10}}{{915}} \approx 3,391 \cdot {10^{ - 3}}\;{{\rm{m}}^3}\)

Vì \(V\) lớn hơn thể tích viên bi nên viên bi chui sâu hơn \(2R\) và tạo “đường hầm” hình trụ bán kính \(R\).

Khi đó: \(V = \frac{4}{3}\pi {R^3} + \pi {R^2}(h - 2R)\) (với \(h\) là độ sâu tới điểm thấp nhất của viên bi)

Suy ra:\(h = 2R + \frac{{V - \frac{4}{3}\pi {R^3}}}{{\pi {R^2}}}\)\( = 0,12 + \frac{{3,391 \cdot {{10}^{ - 3}} - 9,048 \cdot {{10}^{ - 4}}}}{{\pi \cdot {{(0,06)}^2}}} \approx 0,34m = 34cm\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

A.

Vật 2 chứa rất nhiều nhiệt lượng.

B.

Vật 1 chứa rất ít nhiệt lượng.

C.

Cả hai vật không chứa nhiệt lượng.

D.

Nhiệt độ của hai vật bằng nhau.

Lời giải

Đáp án đúng là C

“Nhiệt lượng” là phần năng lượng truyền từ vật này sang vật khác do chênh lệch nhiệt độ, không phải là đại lượng “chứa sẵn” trong vật (vật chỉ có nội năng) nên không thể nói vật 2 “chứa nhiều nhiệt lượng” hay vật 1 “chứa ít nhiệt lượng”. Khi tiếp xúc chỉ có sự truyền nhiệt do chênh lệch nhiệt độ.

Lời giải

Đáp án đúng là B

Trong 3 phút đun:

- Nhiệt do dây nung cung cấp:\(Q = Pt = 1200 \cdot 180 = 216000\;{\rm{J}}\)

- Trong 3 phút đó nước tăng 10°C nên nhiệt nước thu vào

\({Q_{{\rm{thu}}}} = mc\Delta T = m \cdot 4200 \cdot 10 = 42000m\)

Khi rút dây nung, mỗi phút nước giảm 1,5°C ⇒ trong 3 phút sẽ giảm ΔT=31,5=4,5°C

Vậy nhiệt lượng mất ra môi trường trong 3 phút:

\(\Delta Q = mc\Delta T = m \cdot 4200 \cdot 4,5 = 18900m\)

Cân bằng nhiệt trong 3 phút đun \(Q = {Q_{{\rm{thu}}}} + \Delta Q\)

\(216000 = 42000m + 18900m \Rightarrow m = \frac{{216000}}{{60900}} \approx 3,55\;{\rm{kg}}\)

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.

Nâng cấp VIP

Câu 6

A.

Băng tan là hiện tượng ngưng tụ và hoá hơi.

Đúng
Sai
B.

Khi băng tan, nó hấp thu nhiệt từ môi trường, làm cho nhiệt độ môi trường tăng lên.

Đúng
Sai
C.

Từ năm 2005-2015, nhiệt cung cấp cho khối băng trong mỗi giây để tan chảy hoàn toàn là 4,7.1012 J.

Đúng
Sai
D.

Băng tan có thể đem theo vius cổ đại và khí CO2 vĩnh cửu gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người.

Đúng
Sai

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.

Nâng cấp VIP