Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí Sở GD&ĐT Hải Dương - Lần 2 có đáp án

Một cục nước đá ở nhiệt độ t_1 = - 5 độ C dìm ngập hoàn toàn vào một cốc nước ở nhiệt độ t_3} =

27/28

Một cục nước đá ở nhiệt độ \({t_1} =  - {5^ \circ }C\) dìm ngập hoàn toàn vào một cốc nước ở nhiệt độ \({t_3} = {38,8^ \circ }{\rm{C}}\), khối lượng của nước bằng khối lượng của nước đá bằng m. Coi rằng chỉ có nước đá và nước đá trao đổi nhiệt với nhau. Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và nước đá theo nhiệt độ. Cho nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, khối lượng riêng của nước đá lần lượt là \({c_1} = 2090{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}};\lambda  = {3,33.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\); \({D_1} = 0,916{\rm{\;g}}/{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\); nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của nước lần lượt là \({c_2} = 4180{\rm{\;J/kg}}{\rm{.K}};\,\,{D_2} = 1{\rm{\;g/c}}{{\rm{m}}^3}\). Khi có cân bằng nhiệt, mực nước trong cốc giảm a% so với ban đầu. Tính a (làm tròn đến phần nguyên).

0/3000 ký tự
Giải thích

Phương pháp:

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng.

Thể tích: \(V = \frac{m}{D}\)

Cách giải:

Giả sử \({\rm{m}} = 1\left( {{\rm{kg}}} \right)\) là khối lượng của nước, nước đá.

Nhiệt lượng tỏa ra lớn nhất:

\({Q_{toa\,\,{\rm{max}}}} = 1.4180.38,8 = 162184\left( {\rm{J}} \right)\)

Nhiệt lượng thu vào lớn nhất:

\({Q_{thu{\rm{\;max\;}}}} = 1.2090.5 + {1.3,33.10^5} = 343450\left( J \right)\)

Vì \({Q_{{\rm{toa}}\,\,{\rm{max\;}}}} < {Q_{{\rm{thu}}\,\,{\rm{max\;}}}} \to \) đá chưa tan hết

Nhiệt độ cân bằng: \({t_{cb}} = 0\)

Khối lượng đá tan là:

\({m_{dt}} = \frac{{162184 - 2090.5}}{{{{3,33.10}^5}}} = 0,4556\left( {{\rm{kg}}} \right)\)

Thể tích ban đầu:

\({V_{bd}} = \frac{{1000}}{1} + \frac{{1000}}{{0,916}} = 2091,7\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

Thể tích lúc sau:

\({V_{ls}} = \frac{{1000 + 455,6}}{1} + \frac{{1000 - 455,6}}{{0,916}} = 2050\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

Mực nước trong cốc giảm a% so với ban đầu.

Ta có: \(a = \frac{{2091,7 - 2050}}{{2091,7}}.100{\rm{\% }} \approx 2{\rm{\% }}\)

Đáp số: 2