Một cục nước đá có khối lượng m1 = 100g ở nhiệt độ –100C. a) Tính nhiệt lượng cần cung

Câu hỏi số 154648:

Vận dụng cao

Một cục nước đá có khối lượng m₁= 100g ở nhiệt độ –10⁰C.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đưa nhiệt độ của cục nước đá lên đến 0⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá c₁ = 1800J/kg.K.

b) Người ta đặt một thỏi đồng có khối lượng m₂= 150g ở nhiệt độ 100⁰C lên trên cục nước đá nói trên ở 0⁰C. Tính khối lượng nước đá bị nóng chảy. Cho nhiệt dung riêng của đồng c₂= 380J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.10²J/g.

c) Sau đó cả hệ thống trên được đặt vào trong bình cách nhiệt. Tìm khối lượng hơi nước m₃cần phải dẫn vào bình để toàn bộ hệ thống có nhiệt độ 20⁰C. Cho biết nhiệt hóa hơi, nhiệt dung riêng của nước lần lượt là L = 2,3.10³kJ/kg, c₃= 4200J/kg.K. Bỏ qua nhiệt dung của bình cách nhiệt.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:154648

Giải chi tiết

a. (0,5 điểm): Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đưa nhiệt độ của cục nước đá lên đến 0⁰C

Gọi các nhiệt độ lần lượt là: t₁= - 10⁰C; t₁’ = 0⁰C; t₂ = 100⁰C; t = 20⁰C.

Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa nhiệt độ khối nước đá lên đến 0⁰C:

Q₁ = m₁c₁(t₁^’- t₁) = 0,1.1800.10 = 1800J

b. (0,75 điểm): Tính khối lượng nước đá bị nóng chảy

Giả sử nước đá nóng chảy hoàn toàn thì nhiệt lượng cần cung cấp là:

Q₁’ = m₁l = 0,1. 340000 = 34000J

+ Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ xuống 0⁰C là:

Q₂ = m₂c₂( t₂ – t₁^’) = 0,15.380.100 = 5700J

Ta thấy Q₁’ > Q₂ nên chỉ có một phần nước đá bị nóng chảy.

Gọi khốilượng nước đá bị nóng chảy là m.

+ Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy là: Q₁’’ = m. l

+ Phương trình cân bằng nhiệt: Q₁’’ = Q₂ « m.l = Q₂

Khối lượng nước đá bị nóng chảy là: m = » 0,0167kg

c. (0,75 điểm): Tìm khối lượng hơi nước m₃cần phải dẫn vào bình để toàn bộ hệ thống có nhiệt độ 20⁰C

Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra

Q₃ = m₃L + m₃c₃(t₂– t) = m₃.2,3.10⁶ + m₃.4200.(100 – 20) = 2636000 m₃

Nhiệt lượng nước đá và thỏi kim loại thu vào:

Q’ = m’l + m₁c₃(t – t₁’) + m₂c₂(t – t₁’)

Với m’ = m₁ - m

Thay số vào và tính được Q’ = 37842J

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q₃ = Q’

<=> 2636000m₃ = 37841,6 => m₃ » 0,0144kg

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link