Bỏ các viên nước đá nhỏ ở $0^{0}\text{C}$ vào một bình nhiệt lượng kế đựng 2 lít nước

Câu hỏi số 961983:

Vận dụng

Bỏ các viên nước đá nhỏ ở $0^{0}\text{C}$ vào một bình nhiệt lượng kế đựng 2 lít nước ở $30^{0}\text{C}$. Nhiệt độ nước trong bình khi cân bằng nhiệt là $20^{0}\text{C}$. Biết khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K) và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3,34.10^{5}$ J/kg. Bỏ qua mọi sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường. Khối lượng nước đá đã bỏ vào bình bằng bao nhiêu kilôgam (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:961983

Phương pháp giải

Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{\text{toa}} = Q_{\text{thu}}$.

Nhiệt lượng nước lỏng toả ra để hạ nhiệt độ: $Q_{\text{toa}} = m_{1}c\Delta t_{1}$

Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy và tăng nhiệt độ: $Q_{\text{thu}} = \lambda m_{2} + m_{2}c\Delta t_{2}$

Giải chi tiết

Khối lượng nước lỏng ban đầu trong bình: $m_{1} = V.D = 2kg$.

Nhiệt lượng do 2 kg nước lỏng toả ra để hạ nhiệt độ từ $30^{0}\text{C}$ xuống $20^{0}\text{C}$:

$Q_{toa} = m_{1}c(t_{1} - t) = 2.4200.(30 - 20) = 84000J$.

Gọi $m$ là khối lượng nước đá cần tìm. Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở $0^{0}C$ và phần nước tan ra tiếp tục tăng nhiệt độ lên $20^{0}C$:

$Q_{thu} = \lambda m + mc(t - 0) = 3,34.10^{5}.m + m.4200.20 = 418000m(J)$.

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

$\left. Q_{t?a} = Q_{thu}\Leftrightarrow 84000 = 418000m\Rightarrow m \approx 0,201kg \right.$.

Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười ta được 0,2 kg.

Đáp án cần điền là: 0,2

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.