Question

Trong một bình bằng đồng có khối lượng 600g có chứa 4kg nước đá (cả bình và nước đá đều ở nhiệt độ -15⁰C ). Người ta cho dẫn vào bình có chứa nước trên 1kg nước ở nhiệt độ 100⁰C.

a) Hỏi bình bằng đồng và nước ở -15⁰C có tăng được đến 0⁰C không ? Tại sao?

b) Lượng nước đá có nóng chảy hoàn toàn không ? Tại sao ? Tính khối lượng nước đá bị nóng chảy?

Answer 1

Tóm tắt:

m_đồng = 600g = 0,6kg

m_{nước đá} = 4kg

t1đồng = t1_{nước đá} = -15^oC

m_nước = 1kg

t1_nước = 100^oC

c_đồng = 380J/kg.K

c_{nước đá} = 1800J/kg.K

c_nước = 4200J/kg.K

a)t2_đồng và t2_{nước đá} ở -15^oC có tăng lên 0^oC được không?

b)λ_{nước đá} = 3,4.10⁵J/kg

nước đá có chảy hoàn toàn không, tại sao, tính m nước đá bị nóng chảy

---------------------------------------------------------------------------------------------

Bài làm:

a)Ta có: Q_thu = Q_tỏa

⇔ m_đồng.c_đồng.Δt + m_{nước đá}.c_{nước đá}.Δt = m_nước.c_nước.Δt

⇔ 0,6.380.(x - -15) + 4.1800.(x - -15) = 1.4200.(100 - x)

⇔ 228.(x + 15) + 7200.(x + 15) = 4200.(100 - x)

⇔ 228.x - 3420 + 7200.x + 108000 = 420000 - 4200.x

⇔ 228.x + 7200.x + 4200.x = 420000 + 3420 - 108000

⇔ 11628.x = 315420

⇒ x = \(\dfrac{26285}{969}\)

mà \(\dfrac{26285}{969}\) ≠ 0

Vậy bình bằng đồng và nước ở -15^oC không tăng lên được 0^oC.

b)Ta có:

Q₁ = m_{nước đá},c_{nước đá}.Δt = 4.1800.(\(\dfrac{26285}{969}\) + 15) = 303306,5(J)

Q₂ = m_nước.λ_{nước đá} = 1.3,4.10⁵ = 340000(J)

Vì Q₂ > Q₁ nên lượng nước đá không nóng chảy hoàn toàn. Khối lượng nước đá bị nóng chảy là:

m = \(\dfrac{Q_2-Q_1}{\lambda}\) = \(\dfrac{340000-303306,5}{3,4.10^5}\) = 0,108(kg)

Vậy lượng nước đá không nóng chảy hoàn toàn và khối lượng nước đá bị nóng chảy là 0,108 kg.