Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước (Hình 1.3). Nếu vật rơi một khoảng cách thẳng đứng 1,00.102m với vận tốc không đổi thì nhiệt độ của nước tăng bao nhiêu độ?
61/91
Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng 5,0.102kg đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào một bể chứa 25,0 kg nước cách nhiệt tốt. Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước (Hình 1.3). Nếu vật rơi một khoảng cách thẳng đứng 1,00.102m với vận tốc không đổi thì nhiệt độ của nước tăng bao nhiêu độ? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,20kJ/(kg.K), g=9,81m/s2.
15 K.
4,7 K.
6,1 K.
18 K.
Lời giải:
Cơ năng của vật nặng là:
\(W = {W_t} = mgh = 500 \cdot 9,8 \cdot 100 = 490000{\rm{ (J)}}\)
Toàn bộ cơ năng của vật chuyển hóa thành động năng làm quay bánh xe, và động năng này chuyển hóa thành nhiệt lượng làm nóng nước.
Ta có phương trình:
\(Q = W \Rightarrow mc\Delta t = W \Rightarrow \Delta t = \frac{W}{{mc}}\)
Thay số vào ta được:
\( \Rightarrow \Delta t = \frac{{490000}}{{25 \cdot 4200}} \approx {4,7^^\circ }{\rm{C}}\)