Xác định thể của vật qua quá trình trao đổi nhiệt
5 câu hỏi
Cho một chiếc cốc bằng thuỷ tinh khối lượng m = 100g có chứa m1=300ml nước ở nhiệt độ t1=200C. Người ta thả vào cốc một khối nước đá có khối lượng m2=50g ở nhiệt độ t2=-100C. Cho nhiệt dung riêng của thủy tinh, nước và nước đá lần lượt là C = 2500 J/kg.K, C1=4200J/kg.K và C2=1800J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là λ=3,4.105J/kg (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với cốc và môi trường bên ngoài). Kết luận nào sau đây là chính xác nhất?
Khối nước đá chưa tan hết
Khối nước đá đã tan hết, nhiệt độ hỗn hợp lớn hơn 0°C
Khối nước đá đã tan hết, nhiệt độ hỗn hợp đúng bằng 0°C
Không đủ cơ sở để kết luận
Đáp án: B
- Nhiệt lượng do cốc và nước toả ra để hạ nhiệt độ xuống 00C là:
- Nhiệt lượng thu vào của khối nước đá để tăng nhiệt độ lên 00C và tan hết tại 00C là:
- Vì Q1>Q2 nên khối nước đá đã tan hết và nhiệt độ hỗn hợp lớn hơn 00C
Người ta cho vào nhiệt lượng kế đồng thời một lượng nước có khối lượng m1=1kg ở nhiệt độ t1=500C và m2=1kg nước đá ở nhiệt độ t2=-200C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh và nhiệt dung của nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt độ cân bằng t của hỗn hợp khi đó? Biết nhiệt dung riêng của nước, của nước đá và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là C1=4,2 kJ/kg.K; C2=2,1kJ/kg.K và λ=340kJ/Kg
t=-0,50C
t=00C
t=0,50C
t=10C
Đáp án: B
- Nhiệt lượng toả ra của m1 kg nước để hạ nhiệt độ tới 00C là :
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 00C là:
- So sánh Qthu và Qtỏa ta thấy Q1>Q2. Vậy nước đá bị nóng chảy.
- Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :
- So sánh ta thấy Q1<Q2+Q3 . Vậy nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn.
Vậy nhiệt độ cân bằng là t = 00C.
Bỏ 100g nước đá ở t1=00C vào 300g nước ở t2=200C. Cho nhiệt nóng chảy của nước đá λ=3,4.105 J/kg và nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.k. Kết luận nào sau đây là chính xác ?
Nước đá bị tan hết, nhiệt độ hỗn hợp vẫn là 00C
Nước đá chưa tan hết, nhiệt độ hỗn hợp vẫn là 00C
Nước đá bị tan hết, nhiệt độ hỗn hợp là 100C
Nước đá bị tan hết, nhiệt độ hỗn hợp lớn hơn 00C
Đáp án : B
- Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy(tan) hoàn toàn ở 00C.
- Nhiệt lượng nước tỏa ra khi giảm từ 200C đến 00C :
- Ta thấy Q1>Q2 nên nước đá chỉ tan một phần .
Bỏ 100g nước đá ở t1=00C vào 300g nước ở t2=200C. Cho nhiệt nóng chảy của nước đá λ=3,4.105 J/kg và nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.k. Kết luận nào sau đây là chính xác?
Khối lượng nước đá còn lại là 10g
Nước đá bị tan chảy hoàn toàn
Khối lượng nước đá còn lại là 1g
Khối lượng nước đá còn lại là 26g
Đáp án : D
- Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy(tan) hoàn toàn ở 00C.
- Nhiệt lượng nước tỏa ra khi giảm từ 200C đến 00C :
- Ta thấy Q1>Q2 nên nước đá chỉ tan một phần .
- Nhiệt lượng nước tỏa ra chỉ làm tan một khối lượng Δm nước đá. Do đó :
Q2=∆m.λ
- Vậy nước đá còn lại : m'=m1-∆m=26g
Thả 1,6kg nước đá ở -100C vào một nhiệt lượng kế đựng 2kg nước ở 600C. Bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 200g và nhiệt dung riêng là 880J/kg.K. Biết Cnước đá=2100J/kg.độ , Cnước=4190J/kg.độ , λnước đá=3,4.105J/kg. Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là:
250C
50C
00C
-10C
Đáp án: C
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1,6kg nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -100C lên 00C:
- Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn hoàn ở 00C
- Nhiệt lượng do 2kg nước toả ra để hạ nhiệt độ từ 500C đến 00C
- Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế bằng nhôm toả ra để hạ nhiệt độ từ 800C xuống tới 00C
- Ta có:
- Vì Qthu > Q toả chứng tỏ nước đá chưa tan hết
- Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp nước và nước đá cũng chính là nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế và bằng 00C
