Tổng hợp Đề thi vào 10 chuyên Vật Lí có đáp án (Đề 5)
Xem toàn bộ quiz

Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 = 20cm chứa nước ở nhiệt

2/5

Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 = 20cm chứa nước ở nhiệt độ t1 = 20oC đặt trên mặt bàn nằm ngang. Người ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R2 = 10cm ở nhiệt độ t2 = 40oC vào bình thì mực nước ngập chính giữa quả cầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu với bình và môi trường; cho biết khối lượng riêng của nước là D1 = 1000 kg/m3 và của nhôm là D2 = 2700 kg/m3; nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200 J/kg. K và của nhôm là c2 = 880 J/kg.K

a, Tìm nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt

b, Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 = 150C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng của dầu là D3 = 800 kg/m3, nhiệt dung riêng của dầu là c3 = 2800 J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, dầu, quả cầu với bình và môi trường. Hãy xác định nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình

Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là Vc = 43πRc3, thể tích hình trụ là Vtr=πRtr2h lấy π = 3,14

0/3000 ký tự
Giải thích

a, Thể tích chất lỏng trong bình 

Khối lượng của bình là : 

Thay số ta được m1 = 10,47kg

Khối lượng của quả cầu : 

Từ điều kiện của bài toán cho, ta có phương trình cân bằng nhiệt

m1c1(t - t1) = m2c2(t - t2) với t là nhiệt đôi hỗn hợp khi cân bằng

Do đó, ta có nhiệt độ khi cân bằng là  thay số t ≈ 23,7oC

b, Do thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là  thay số ta được m3 ≈ 8,38kg

Khi cân bằng nhiệt ta được nhiệt độ của hệ là tx.

Phương trình cân bằng nhiệt 

Thay số tx ≈ 21,06oc

Áp lực của quả cầu lên đáy bình: 

Thay số: F ≈ 75N