Đồ thị minh họa cho sự thay đổi nhiệt độ của nước đá theo thời gian khi nhận nhiệt và chuyển các thể được cho ở hình bên dưới.
20/28
Đồ thị minh họa cho sự thay đổi nhiệt độ của nước đá theo thời gian khi nhận nhiệt và chuyển các thể được cho ở hình bên dưới. Biết nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là $2100\ \text{J}/(\text{kg}\cdot\text{K})$ và $4180\ \text{J}/(\text{kg}\cdot\text{K})$; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $33{,}4\cdot 10^{4}\ \text{J/kg}$; nhiệt hóa hơi riêng của nước là $2{,}3\cdot 10^{6}\ \text{J/kg}$; khối lượng nước đá ban đầu là $2\,\text{kg}$. Xem như không có sự trao đổi nhiệt với môi trường và bỏ qua sự hao hơi trong quá trình nước tăng nhiệt độ. Giả sử tại thời điểm E, đã có $20\%$ lượng nước hóa thành hơi.
a) Quá trình nóng chảy của nước đá diễn ra trong giai đoạn từ A đến C.
b) Trong khoảng giữa D và E, vật chất tồn tại ở cả hai thể lỏng và thể khí.
c) Cần cung cấp nhiệt lượng bằng $920\ \text{kJ}$ để $20\%$ khối lượng nước chuyển thể thành hơi nước trong giai đoạn CE.
d) Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá đến khi hóa hơi $20\%$ lượng nước kể từ thời điểm ban đầu là $2457{,}6\ \text{kJ}$.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Quá trình nóng chảy của nước đá diễn ra trong giai đoạn từ A đến C. |
| S |
b | Trong khoảng giữa D và E, vật chất tồn tại ở cả hai thể lỏng và thể khí. | Đ |
|
c | Cần cung cấp nhiệt lượng bằng 920 kJ để 20% khối lượng nước chuyển thể thành hơi nước trong giai đoạn CE. |
| S |
d | Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá đến khi hóa hơi 20% lượng nước kể từ thời điểm ban đầu là 2457,6 kJ. | Đ |
|
a) SAI
Quá trình nóng chảy của nước đá chỉ diễn ra ở giai đoạn B đến C. Từ A đến B là giai đoạn cung cấp nhiệt lượng để nước đá tăng từ $-8^\circ\text{C}$ đến $0^\circ\text{C}$.
b) ĐÚNG
Giai đoạn từ D đến E, vật chất tồn tại ở cả hai thể lỏng và thể khí do đang trong quá trình hóa hơi. Quá trình này sẽ kết thúc khi toàn bộ chất lỏng được chuyển hoàn toàn thành thể khí.
c) SAI
Nhiệt lượng cần cung cấp để nước tăng từ $0^\circ\text{C}$ đến $100^\circ\text{C}$:
\[
Q_{CD}=m\,c\,\Delta t=2\times 4180\times (100-0)=836\cdot 10^{3}\ \text{J}.
\]
Nhiệt lượng cần cung cấp để $20\%$ lượng nước hóa thành hơi nước:
\[
Q_{DE}=m' L = 0{,}2\times 2\times 2{,}3\cdot 10^{6}=920\cdot 10^{3}\ \text{J}.
\]
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp trong giai đoạn CE:
\[
Q_{CE}=Q_{CD}+Q_{DE}=1756\cdot 10^{3}\ \text{J}=1756\ \text{kJ}.
\]
d) ĐÚNG
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp trong cả quá trình:
\[
Q=Q_{AB}+Q_{BC}+Q_{CE}
=2\times 2100\times [0-(-8)]\;+\;2\times 33{,}4\cdot 10^{4}\;+\;1756\cdot 10^{3}
=2457{,}6\cdot 10^{3}\ \text{J}=2457{,}6\ \text{kJ}.
\]