by Thả 1,6kg nước đá ở -10°C vào một nhiệt lượng kế đựng 2kg nước ở 60°C. Bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 200g và nhiệt dung riêng là 880J/kg.độ.
A. Nước đá có tan hết không?
B. Tính nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế?
Biết nhiệt dung riêng của nước đá, nhiệt dung riêng của nước, nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là C$_{n}$d = 2100J/kg.độ , C$_{n}$ = 4190J/kg.độ , λ = 3,4.10$^{5}$J/kg,
Hướng dẫn
A. Nhiệt lượng cần cung cấp cho 1,6kg nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -10°C lên 0°C:
Q$_{1}$ = C$_{1}$m$_{1}$Δt$_{1}$ = C$_{1}$m$_{1}$ (0 – (-10)) = 2100.1,6.10 = 33600 (J)
– Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn hoàn ở 0°C
Q$_{2}$ = λm$_{1}$ = 3,4.10$^{5}$.1,6 = 5,44.10$^{5}$ = 544000 (J)
– Nhiệt lượng do 2kg nước toả ra để hạ nhiệt độ từ 60°C đến 0°C
Q$_{3}$ = c$_{2}$m$_{2}$(60 – 0) = 4190.2.60 = 502800 (J)
– Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế bằng nhôm toả ra để hạ nhiệt độ từ 60°C xuống tới 0°C
Q$_{4}$ = c$_{3}$m$_{3}$(60 – 0) = 880.0,2.60 = 10$^{5}$60 (J)
Q$_{tỏa}$ = Q$_{3}$ + Q$_{4}$ = 502800 + 10$^{5}$60 = 513360 (J)
Q$_{thu}$ = Q$_{1}$+ Q$_{2}$ = 33600 + 544000 = 577600 (J)
– Ta thấy: Q$_{thu}$ > Q$_{tỏa}$ chứng tỏ nước đá chưa tan hết
B. Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp nước và nước đá cũng chính là nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế và bằng 0°C
Đáp số: nước đá chưa tan hết. nhiệt độ cuối của hỗn hợp là 0°C
