Cho một mẫu băng có khối lượng 250 g nổi trên nước trong một bình nước lớn như hình bên dưới. Nước có nhiệt độ 6 độ C, mẫu băng (thống nhất tảng băng hay mẫu băng) có nhiệt độ \
24/28
Cho một mẫu băng có khối lượng 250 g nổi trên nước trong một bình nước lớn như hình bên dưới. Nước có nhiệt độ \(6^\circ {\rm{C,}}\) mẫu băng (thống nhất tảng băng hay mẫu băng) có nhiệt độ \(0^\circ {\rm{C}}.\) Cho trọng lượng riêng của nước là \({10^4}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^3}\)và giả sử mẫu băng chỉ gồm nước tinh khiết. Cho biết 95% thể tích của mẫu băng chìm trong nước. Cho nhiệt dung riêng của nước là \(4170{\rm{ J/kg}}{\rm{.K}}\)và nhiệt nóng chảy riêng của băng là \({\rm{3,4}}{.10^5}{\rm{ J/kg}}.\) Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa hệ trong bình và môi trường.
Trọng lượng riêng của băng bằng 95% trọng lượng riêng của nước.
Khi tảng băng tan chảy hoàn toàn, nó đã hấp thụ nhiệt lượng \({65.10^3}{\rm{ J}}.\)
Muốn tảng băng có thể tan chảy hoàn toàn, khối lượng nước lỏng ban đầu tối thiểu là \(3,22{\rm{ kg}}.\)
Khi tảng băng tan chảy hoàn toàn, mực nước trong bình không tăng lên.
a) ĐÚNG
Vì tảng băng cân bằng nên trọng lực cân bằng lực đẩy Acsimet:
\[{m_{{\rm{bang}}}}g = {\rho _{{\rm{bang}}}}{V_{{\rm{bang}}}}g = {\rho _{{\rm{nuoc}}}}{V_{{\rm{chim}}}}g\quad \Rightarrow \quad \frac{{{\rho _{{\rm{bang}}}}}}{{{\rho _{{\rm{nuoc}}}}}} = \frac{{{V_{{\rm{chim}}}}}}{{{V_{{\rm{bang}}}}}} = 95\% .\]
b) SAI
\[Q = {m_{{\rm{bang}}}}\lambda = 250 \times {10^{ - 3}} \times {\rm{3,4}} \times {10^5} = 85{\rm{ kJ}}.\]
c) SAI
\[{m_{{\rm{bang}}}}\lambda = {m_{{\rm{nuoc}}}}{c_{{\rm{nuoc}}}}\Delta t\quad \Rightarrow \quad {m_{{\rm{nuoc}}}} = \frac{{{m_{{\rm{bang}}}}\lambda }}{{{c_{{\rm{nuoc}}}}\Delta t}} = \frac{{85 \times {{10}^3}}}{{4170 \times (6 - 0)}} \approx {\rm{3,40 kg}}.\]
d) ĐÚNG
Khi tảng băng tan chảy, thể tích của nó chỉ còn 95% thể tích ban đầu. Phần thể tích này đúng bằng thể tích phần chìm ban đầu của nó. Vì vậy mực nước sẽ không dâng lên.