Một bình nhiệt lượng kế chứa $m_{1} = 1kg$ nước ở $25^{0}C$. Người ta thả vào đó một khối

Câu hỏi số 861757:

Một bình nhiệt lượng kế chứa $m_{1} = 1kg$ nước ở $25^{0}C$. Người ta thả vào đó một khối nước đá $m_{2} = 0,5kg$ ở $- 20^{0}C$. Bỏ qua nhiệt dung của bình. Nhiệt dung riêng nước: 4200, nước đá: 2100. Nhiệt nóng chảy: $3,3.10^{5}J/kg$. Trạng thái cuối cùng của hệ là gì? Tính khối lượng nước đá còn sót lại (nếu có) hoặc nhiệt độ cân bằng. (Đơn vị g, kết quả làm tròn đến phần nguyên).

Đáp án:

Đáp án đúng là: 245

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:861757

Phương pháp giải

+ Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: $\left\{ \begin{array}{l} {Q = mc\Delta t} \\ {Q = \lambda m} \end{array} \right.$

+ So sánh nhiệt lượng toả ra, thu vào và biện luận để xác định trạng thái của hệ.

Giải chi tiết

Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm từ $25^{0}C$ xuống $0^{0}C$:

$Q_{toa} = m_{1}c_{1}\Delta t = 1.4200.25 = 105000\text{~J}$

Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng từ $- 20^{0}C$ lên $0^{0}C$:

$Q_{thu_{1}} = m_{2}c_{2}\Delta t = 0,5.2100.20 = 21000\text{~J}$

Ta thấy $Q_{toa} > Q_{thu_{1}}$ ($105000 > 21000$), nên nước đá sẽ nóng lên đến $0^{0}C$ và bắt đầu tan.

Nhiệt lượng còn dư để làm tan đá: $\Delta Q = 105000 - 21000 = 84000\text{~J}$.

Nhiệt lượng cần thiết để làm tan hoàn toàn 0,5kg nước đá:

$Q_{tan} = m_{2}\lambda = 0,5.3,3.10^{5} = 165000\text{~J}$

Vì $\Delta Q < Q_{tan}$ ($84000 < 165000$), nên nước đá không tan hết.

$\Rightarrow$ Trạng thái cuối cùng là hỗn hợp nước và nước đá ở $0^{0}C$.

Khối lượng nước đá đã tan:

$m_{tan} = \dfrac{\Delta Q}{\lambda} = \dfrac{84000}{330000}\text{=}\dfrac{14}{55}\left( {kg} \right)$

Khối lượng nước đá còn sót lại:

$m_{còn} = m_{2} - m_{tan} = 0,5 - \dfrac{17}{55} \approx 0,24545 \approx 245g$

Đáp án cần điền là: 245

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.