1. Nhà bạn Toàn lắp một bình đun nước nóng. Biết nhiệt độ của nước chưa đun là 100C

Câu hỏi số 216581:

Vận dụng cao

1. Nhà bạn Toàn lắp một bình đun nước nóng. Biết nhiệt độ của nước chưa đun là 10⁰C và khi tắm cần nước 40⁰C; khối lượng riêng của nước D = 1,0.10³ kg /m³ , nhiệt dung riêng của nước c = 4200J/kg.K. Nếu mỗi lần tắm bạn Toàn dùng hết 0,05m³nước nóng thì:

a. Khối lượng nước nóng bạn toàn đã dùng là bao nhiêu?

b. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước một lần tắm là bao nhiêu?

c. Nếu đun nước bằng thiết bị điện có công suất 2000W và toàn bộ nhiệt lượng được nước hấp thụ hết thì thời gian đun nước là bao nhiêu?

2. Trong bình nhiệt lượng kế chứa nước đá có khối lượng m₁ = 0,3kg ở nhiệt độ t = - 20⁰ C. Đưa vào bình một lượng hơi nước có khối lượng m₂ = 60g ở nhiệt độ t₂ = 100⁰ C. Xác định nhiệt độ trong bình nhiệt lượng kế khi xả ra cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là c₁ = 2100J/kg.K và, nhiệt dung riêng của nước là c₂ = 4200J/kg.K và nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.10⁶ J / kg.Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế và môi trường.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:216581

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt

Giải chi tiết

1. a. Khối lượng nước bạn Toàn dùng mỗi lần tắm: m = D.V = 50 (kg).

b. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước một lần tắm:

Q = m.c.(t₂ – t₁) = 50.4200.(40 – 10) = 6,3.10⁶(J) = 6,3.10³(kJ).

c. Thời gian đun nước:$$t = {Q \over P} = {{6,{{3.10}^6}} \over {2000}} = 3150(s) = 52ph30s$$

2. + Nước đá tăng nhiệt độ và nóng chảy thành nước ở 0⁰C sẽ thu nhiệt lượng:

$${Q_1} = {m_1}{c_1}(0 - {t_1}) + {m_1}\lambda = 0,3.2100\left[ {0 - \left( { - 20} \right)} \right] + 0,3.340000 = 114600\left( J \right)$$

+ Hơi nước ngưng tụ thành nước và hạ nhiệt độ xuống 00C sẽ tỏa nhiệt lượng:

$${Q_2} = {m_2}L + {m_2}{c_2}({t_2} - 0) = 0,06.2,{3.10^6} + 0,06.4200(100 - 20) = 163200(J)$$

+ Ta thấy Q₁ < Q₂ nên phần nước ngưng tụ thành nước sẽ không hạ nhiệt độ xuống tới 0⁰C, nhiệt độ cân bằng là t₀> 0⁰C. Ta có phương trình cân bằng nhiệt :

$$\eqalign{ & {Q_1} = {m_1}{c_1}({t_0} - 0) = {m_2}L + {m_2}{c_2}({t_2} - {t_0}) \cr & = > {t_0} = {{{m_2}L + {m_2}{c_2}{t_2} - {Q_1}} \over {\left( {{m_1} + {m_2}} \right){c_2}}} = {{0,06.2,{{3.10}^6} + 0,06.4200.100 - 114600} \over {\left( {0,3 + 0,06} \right).4200}} = {{225} \over 7} \approx 32,{14^0}C. \cr} $$

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