Ở một cơ sở đúc đồng tại xã Đại Bái, huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh, người ta tiến hành đúc một quả chuông bằng đồng nguyên chất có khối lượng 15 kg qua 6 bước sau đây: 1. Tạo mẫu. 2. Tạo khuô
21/28
Ở một cơ sở đúc đồng tại xã Đại Bái, huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh, người ta tiến hành đúc một quả chuông bằng đồng nguyên chất có khối lượng 15 kg qua 6 bước sau đây:
1. Tạo mẫu.
2. Tạo khuôn.
3. Nấu chảy đồng.
4. Rót khuôn.
5. Làm nguội và tách sản phẩm khỏi khuôn.
6. Hoàn thiện sản phẩm.
Biết đồng có nhiệt độ nóng chảy là 1 0 8 4 ∘ C , nhiệt nóng chảy riêng là λ = 1 8 0 k J / k g , nhiệt dung riêng là c = 3 8 0 J / k g . K ; nhiệt độ ban đầu của môi trường và hỗn hợp nguyên liệu là 2 7 ∘ C , trong quá trình đúc có 4 0 % lượng nhiệt bị hao phí ra môi trường.
Quả chuông đồng trên cần nhận được nhiệt lượng là 8 , 7 M J để nóng chảy hoàn toàn từ nhiệt độ ban đầu
Biết năng suất toả nhiệt của than đá là 2 7 M J / k g . Khối lượng than đá ít nhất có thể dùng để đúc được quả chuông đồng là 5 , 4 k g .
Do dùng nhiên liệu hoá thạch để đun nóng chảy đồng, nên nếu thiết kế ống khói của cơ sở đúc đồng này không đạt tiêu chuẩn thì sẽ làm ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe của người dân.
Quá trình nóng chảy diễn ra trong bước 5.
- Chuông đồng cần cung cấp nhiệt lượng để chuông tăng đến nhiệt độ nóng chảy và nóng chảy hoàn toàn: Q = m c Δ t + m λ .
- Hiệu suất của quá trình đúc: H = Q Q t
- Khối lượng của than: m t = Q t q .
Cách giải:
a) Q = m c Δ t + m λ = 1 5 . 3 8 0 . ( 1 0 8 4 − 2 7 ) + 1 5 . 1 8 0 . 1 0 3 = 8 7 2 4 9 0 0 ( J ) ≈ 8 , 7 ( M J )
→ a đúng.
b) Q t = Q H = 8 7 2 4 9 0 0 1 − 0 , 4 = 1 4 5 4 1 5 0 0 ( J )
m t = Q t q = 1 4 5 4 1 5 0 0 2 7 . 1 0 6 ≈ 0 , 5 4 ( k g )
→ b sai.
c) Do dùng nhiên liệu hoá thạch để đun nóng chảy đồng, nên nếu thiết kế ống khói của cơ sở đúc đồng này không đạt tiêu chuẩn thì sẽ làm ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe của người dân.
→ c đúng.
d) Quá trình nóng chảy diễn ra trong bước 3.
→ d sai.