Một cục nước đá ở nhiệt độ t1 = -50C được dìm ngập hoàn toàn vào một cốc nước ở nhiệt độ t2, khối lượng của

5/6

Một cục nước đá ở nhiệt độ t₁ = -5⁰C được dìm ngập hoàn toàn vào một cốc nước ở nhiệt độ t₂, khối lượng của nước bằng khối lượng của nước đá bằng m. Coi rằng chỉ có nước và nước đá trao đổi nhiệt với nhau. Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và nước đá theo nhiệt độ.

a) Tùy theo giá trị của t₂ mà nhiệt độ sau cùng của hệ có thể nhỏ hơn 0⁰C, bằng 0⁰C hoặc lớn hơn 0⁰C. Tìm điều kiện về t₂ để xảy ra các trường hợp trên.

b) Tìm khối lượng của nước lỏng trong bình ở trạng thái cuối cùng khi t₂ = 50⁰C.

Cho nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là c₁ = 2090 J/ kg.K, l = 3,33.10⁵J/kg, nhiệt dung riêng của nước là c₂ = 4180 J/ kg.K.

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -5⁰C đến 0⁰C làQ1=C1m0−(−5)=2090.5.m=10450m

Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toànQ2=λm=333000m

Nhiệt lượng nước tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t₂ xuống 0⁰CQ3=C2mt2=4180.t2.m

- TH1: để nhiệt độ cân bằng nhỏ hơn 0⁰C thì Q₁ > Q₂ + Q₃.

Hay 10450 m > 333000m + 4180.m.t₂ à vô nghiệm

- TH2: để nhiệt độ cân bằng bằng 0⁰C thì Q₁ + Q₂ > Q₃.

10450 m + 333000m > 4180.m.t₂ à t₂ < 82,2⁰C

- TH3: để nhiệt độ cân bằng lớn hơn 0⁰C thì Q₁ + Q₂ < Q₃.

à t₂ > 82,2⁰C.b.

Với t₂ = 50⁰C à xảy ra TH2 tức là nhiệt độ cân bằng của hệ là 0⁰C. Gọi Δm là khối lượng nước đá bị tan ta có:

10450 m + 333000. Δm = 4180.m.50 à Δm = 0,6 m

à khối lượng nước lỏng trong bình là: m’ = m + Δm = 1,6 m