by Các nhà thám hiểm ở vùng Bắc Cực cần đun 15kg nước đá ở -10°c đến sôi. Với lượng củi than 1,5kg, họ có thể thực hiện quá trình trên được không? Biết hiệu suất của bếp là 50%, năng suất tỏa nhiệt của than củi là 10.10$^{6}$J/kg.
Hướng dẫn
– Nhiệt lượng cần cung cấp cho 15kg nước đá ở -10°c đến 0°c:
Q$_{1}$ = m.c$_{1}$. ( t$_{2}$ – t$_{1}$) = 15.1800.[ 0 – (-10)] = 270000 (J)
– Nhiệt lượng cần cung cấp cho 15kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 0°c:
Q$_{2}$ = λ.m = 15.3,4.10$^{5}$ = 5100000 (J)
– Nhiệt lượng cần cung cấp cho 15kg nước tăng nhiệt độ từ 0°c đến 100°c:
Q$_{3}$ = m.c$_{2}$.( t3 – t$_{2}$) = 15.4200.(100 – 0) = 6300000 (J)
– Nhiệt lượng cần cung cấp cho 15kg nước đá từ -10°c đến sôi:
Q$_{thu}$ = Q$_{1}$ + Q$_{2}$ + Q$_{3}$
= 270000J + 5100000J + 6300000J = 11670000 (J)
– Nhiệt lượng do bếp tỏa ra là:
= 23340000J
– Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1,5kg than củi:
Q’$_{tỏa}$ = q.m = 10.10$^{6}$.1,5 = 15000000J
– Ta thấy Q’$_{tỏa}$ < Q$_{tỏa}$.
– Vậy với 1,5kg than củi thì không thực hiện được quá trình này.
