Một cốc nhôm có khối lượng 0,20 kg chứa 0,50 kg nước ở nhiệt độ 25 C được đặt vào ngăn đông của tủ lạnh. Sau khoảng thời gian τ (s), nhiệt độ của cả cốc và nước giảm xuống còn 5 C. Bỏ qua sự

19/28

Một cốc nhôm có khối lượng 0,20 kg chứa 0,50 kg nước ở nhiệt độ 25^oC được đặt vào ngăn đông của tủ lạnh. Sau khoảng thời gian τ (s), nhiệt độ của cả cốc và nước giảm xuống còn 5^oC. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường khác và sự bay hơi của nước. Xem nhiệt độ của nước trong cốc là đồng nhất và bằng nhiệt độ của cốc.

Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K) và của nhôm là 900 J/(kg.K). Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.10⁵ J/kg.

Nhiệt lượng mà cốc nhôm và nước đã tỏa ra trong khoảng thời gian τ là 42 kJ.

ĐúngSai

Công suất làm lạnh trung bình của tủ lạnh $𝒫 (W)$ được xác định bằng biểu thức $𝒫 = \frac{Q}{Δ τ} .$ Trong đó, Q (J) là nhiệt lượng mà tủ lạnh nhận được từ cốc nhôm và nước trong khoảng thời gian τ (s).

ĐúngSai

Nếu công suất làm lạnh của tủ lạnh không đổi thì trong khoảng thời gian 0,2τ tiếp theo, nhiệt độ của cốc nhôm và nước giảm từ 5^oC xuống còn 0^oC.

ĐúngSai

Nếu công suất làm lạnh của tủ lạnh không đổi thì khoảng thời gian cần thiết để làm đông đặc hoàn toàn lượng nước trong cốc (ở 0^oC) là 1,5τ.

ĐúngSai

Giải thích

a) SAI

Nhiệt lượng mà cốc nhôm và nước đã tỏa ra trong khoảng thời gian τ là:

${Q}_{1}=\left. ({m}_{c}.{c}_{nh}+{m}_{n}.{c}_{n}) \right..\left. ({t}_{0}-t) \right.=\left. (0,2.900+0,5.4200) \right..\left. (25-5) \right.=45600$ J = 45,6 kJ.

b) ĐÚNG

Công suất làm lạnh trung bình của tủ lạnh ℘ (W) được xác định bằng biểu thức $℘=\frac{Q}{∆τ}$. Trong đó, Q (J) là nhiệt lượng mà tủ lạnh nhận được từ cốc nhôm và nước trong khoảng thời gian τ (s).

c) SAI

Nếu công suất làm lạnh của tủ lạnh không đổi thì trong khoảng thời gian 0,2τ tiếp theo, độ giảm nhiệt độ của cốc nhôm và nước là:

$\left| {Q}_{tỏa} \right|=\left| {Q}_{thu} \right|$ $\Leftrightarrow$ $\left. ({m}_{c}.{c}_{nh}+{m}_{n}.{c}_{n}) \right..∆t=℘.0,2τ=0,2.{Q}_{1}$

$\Leftrightarrow$ $∆t=\frac{0,2.{Q}_{1}}{{m}_{c}.{c}_{nh}+{m}_{n}.{c}_{n}}=\frac{0,2.45600}{0,2.900+0,5.4200}=4$^oC.

Vậy, nếu công suất làm lạnh của tủ lạnh không đổi thì trong khoảng thời gian 0,2τ tiếp theo, nhiệt độ của cốc nhôm và nước giảm từ 5^oC xuống còn 1^oC.

d) SAI

Nếu công suất làm lạnh của tủ lạnh không đổi thì khoảng thời gian cần thiết để làm đông đặc hoàn toàn lượng nước trong cốc (ở 0^oC) là:

$\left| {Q}_{tỏa} \right|=\left| {Q}_{thu} \right|$ $\Leftrightarrow$ $λ$ $.{m}_{n}=℘.$ $∆$ τ

Mà: ${Q}_{1}=℘.τ$

Suy ra: $∆τ=\frac{.{m}_{n}.τ}{{Q}_{1}}=\frac{3,34.{10}^{5}.0,5.τ}{45600}≈3,7.τ$