Dẫn $m_{1} = 0,3\text{kg}$ hơi nước ở nhiệt độ $t_{1} = 100^{0}\text{C}$ từ một lò hơi

Câu hỏi số 854929:

Vận dụng

Dẫn $m_{1} = 0,3\text{kg}$ hơi nước ở nhiệt độ $t_{1} = 100^{0}\text{C}$ từ một lò hơi vào một bình chứa $m_{2} = 0,6\text{kg}$ nước đá ở $t_{0} = 0^{0}\text{C}$. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là $c = 4200\text{J/kg}\text{.K}$, nhiệt hoá hơi riêng của nước là $L = 2,3.10^{6}\text{J/kg}$ và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $\lambda = 3,4.10^{5}\text{J/kg}$. (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa). Khi có cân bằng nhiệt, khối lượng nước ở trong bình khi đó là bao nhiêu kg (làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:854929

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: $Q_{toa} = Q_{thu}$

Giải chi tiết

Nhiệt lượng cung cấp để nước đá nóng chảy và tăng từ $0^{0}C$lên $100^{0}C$:

$Q_{\text{thu}} = m_{2}\lambda + m_{2}c(100 - 0) = 0,6.(3,4.10^{5}) + 0,6.4200.100$

$ \Rightarrow {Q_{{\rm{thu}}}} = 456{\mkern 1mu} 000{\rm{ (J)}}$

Giả sử toàn bộ hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng ở $100^{{^\circ}}\text{C}$:

${Q_{\text{toa max}}} = {m_1}L \Rightarrow {Q_{\text{toa max}}} = 0,3.(2,{3.10^6}) = 690{\mkern 1mu} 000{\rm{ (J)}}$

Ta thấy: $Q_{\text{toa max}} > Q_{\text{thu}}$ ($690{\mkern 1mu} 000{\rm{ J}} > 456{\mkern 1mu} 000{\rm{ J}}$).

Năng lượng tỏa ra khi hơi nước ngưng tụ là dư thừa để làm tan chảy toàn bộ đá và đun sôi nó lên $100^{0}\text{C}$. Do đó, không phải toàn bộ hơi nước đều ngưng tụ.

Trạng thái cân bằng nhiệt cuối cùng sẽ là hỗn hợp gồm nước lỏng và hơi nước bão hòa ở $100^{0}\text{C}$

Ta có: $\left. m_{2}.\lambda + m_{2}.c.\Delta t = \Delta m_{1}.L\rightarrow 0,6.3,4.10^{5} + 0,6.4200.100 = \Delta m_{1}.2,3.10^{6}\rightarrow\Delta m_{1} \approx 0,2\text{kg} \right.$

Vậy lượng nước còn lại là $0,2 + 0,6 = 0,8\text{kg}$.

Đáp án cần điền là: 0,8

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.