by Người ta cho vào nhiệt lượng kế đồng thời một lượng nước có khối lượng m$_{1}$ = 1 kg ở nhiệt độ t$_{1}$ = 50°C và m$_{2}$ = 1kg nước đá ở nhiệt độ t$_{2}$ = -20°C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh và nhiệt dung của nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt độ cân bằng t của hỗn hợp khi đó? Biết nhiệt dung riêng của nước, của nước đá và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là C$_{1}$ = 4,2 kJ/kg.K; C$_{2}$ = 2,1 kJ/kg.K và λ = 340 kJ/Kg.
A. t = -0,5°C
B. t = 0°C
C. t = 0,5°C
D. t = 1°C
Hướng dẫn
– Nhiệt lượng toả ra của m$_{1}$ kg nước để hạ nhiệt độ tới 0°C là :
Q$_{1}$ = C$_{1}$m$_{1}$(t$_{1}$ – 0) = 4,2.1 (50 – 0) = 210 (kJ).
– Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 0°C là:
Q$_{2}$ = C$_{2}$m$_{2}$(0 – t$_{2}$) = 2,1.1. [ 0 – (-20)] = 42(kJ)
– So sánh Q$_{thu}$ và Qtoả ta thấy Q$_{1}$ > Q$_{2}$. Vậy nước đá bị nóng chảy.
– Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :
Q$_{3}$ = λ.m$_{2}$ = 340.1 = 340 (kJ)
– So sánh ta thấy Q$_{1}$ < Q$_{2}$ + Q$_{3}$ . Vậy nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn.
Vậy nhiệt độ cân bằng là t = 0°C.
