Trong ruột cục nước đá lớn ở 0 độ có một cái hốc với thể tích bằng V = 160m^3

105/235

Trong ruột cục nước đá lớn ở \({0^\circ }C\) có một cái hốc với thể tích bằng \(V = 160\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\). Người ta rót vào hốc đó 60 g nước ở nhiệt độ \({75^\circ }{\rm{C}}\). Cho khối lượng riêng của nước \({D_1} = 1\;{\rm{g/c}}{{\rm{m}}^3}\) và của nước đá \({D_2} = 0,9\;{\rm{g/c}}{{\rm{m}}^3}\), nhiệt dung riêng của nước là \(c = 4200\;{\rm{J/kgK}}\) và để làm nóng chảy hoàn toàn 1 kg nước đá ở nhiệt độ nóng chảy cần cung cấp cho khối lượng nước đá này một nhiệt lượng \(3,{36.10^5}\;{\rm{J}}\). Hỏi khi nước nguội hẳn thì thể tích hốc rỗng còn lại là bao nhiêu \({\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\) (làm tròn đến hàng đơn vị)?

\(106{\rm{d}}{{\rm{m}}^3}\).

\(106\;{{\rm{m}}^3}\).

\(106\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\).

\(106\;{\rm{m}}{{\rm{m}}^3}\).

Giải thích

Đáp án đúng là C

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)

Công thức của khối lượng riêng: \(\rho = \frac{m}{V}\)

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt.

Lời giải

- Nhiệt lượng nước đá toả ra để giảm nhiệt độ từ \({75^\circ }{\rm{C}}\) về \({0^\circ }{\rm{C}}\) là:

\(Q = {m_1}.c.\Delta T = 0,06.4200.(75 - 0) = 18900(J)\)

- Nước đá nhận nhiệt lượng trên và tan thành nước, khối lượng nước đá đã tan là

\(Q = {m_2}.\lambda \Leftrightarrow {m_2} = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{18900}}{{3,{{36.10}^5}}} = 0,05625\;{\rm{kg}} = 56,25\;{\rm{g}}\)

- Thể tích nước đá đã tan là: \({V_2} = \frac{{{m_2}}}{{{D_2}}} = \frac{{56,25}}{{0,9}} = 62,5\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

- Thể tích nước tạo thành do nước đá tan ra là: \({V_1} = \frac{{{m_2}}}{{{D_1}}} = \frac{{56,25}}{1} = 56,25\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

- Thể tích của hốc đá bây giờ là: \(V + {V_2} = 160 + 62,5 = 222,5\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

- Thể tích nước chứa trong hốc là: \(\frac{{{m_1}}}{{{D_1}}} + {V_1} = 60 + 56,25 = 116,25\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\)

- Thể tích phần rỗng còn lại là: \(222,5 - 226,25 = 106,25\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3} \approx 106\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}\) .