Gỉa sử có thang nhiệt độ K, trong đó nhiệt độ nước đá tan là 80 độ K và nước sôi là 90 độ K. Tìm nhiệt độ mà số chỉ trên hai thang K và celius bằng nhau
Dựa vào đồ thị ta thấy :
- Giai đoạn 1 (đường ngang): Nước đá tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu lên \(0^oC\) và tan chảy hoàn toàn thành nước ở \(0^oC\) \(,Q_1=204000\left(J\right)\)
- Giai đoạn 2 (đường xiên): Nước ở \(0^oC\rightarrow15^oC,Q_2=\dfrac{204000}{4}=51000\left(J\right)\)
\(Q_1=m_{đá}.\lambda\Rightarrow m_{đá}=\dfrac{Q_1}{\lambda}=\dfrac{204000}{3,4.10^5}=0,6\left(kg\right)\)
\(Q_2=m_{đá}.c_1.\Delta t+m_{Al}.c_2.\Delta t\)
\(\Rightarrow m_{Al}=\dfrac{Q_2-m_{đá}.c_1.\Delta t}{c_2.\Delta t}=\dfrac{51000-0,6.4200.15}{880.15}=1\left(kg\right)\)
Tổng khối lượng của nước đá và ca nhôm là :
\(m=m_{đá}+m_{Al}=0,6+1=1,6\left(kg\right)\)
a) Đúng (từ đồ thị, ta thấy ngay sau khi bắt đầu đun, nhiệt độ của khối nước đá nằm ngang trong \(t\in\left[1;2,5\right]\left(phút\right)\). Điều này cho thấy nước đá đang hấp thụ nhiệt để chuyển từ thể rắn sang thể lỏng \(\rightarrow\) quá trình nóng chảy.
b) Đúng (đồ thị đường xiên có độ dốc dương, tăng dần theo thời gian)
c) Sai (theo câu b)
d) Đúng (đồ thị đường xiên có độ dốc dương, tăng dần theo thời gian)
\(V\left(nước\right)=2\left(l\right)\Rightarrow m=2\left(kg\right)\)
\(P=500\left(W\right)\)
\(P_o=100\left(W\right)\)
Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước để nhiệt độ tăng từ \(20^oC\rightarrow30^oC\) là:
\(Q=m.c.\Delta t=2.4200.\left(30-20\right)=84000\left(J\right)\)
Năng lượng mà bếp điện cung cấp trong khoảng thời gian \(t\) là:
\(Q_{cung.cấp}=\left(P-P_{mất.mát}\right)t\)
\(P_{mất.mát}\) phụ thuộc vào thời gian và tăng thêm \(100\left(W\right)\) sau mỗi \(200\left(s\right)\), bắt đầu từ \(P_o=100\left(W\right)\)
\(P_{mất.mát}\left(t\right)=P_o+\dfrac{100}{200}t=100+0,5t\)
Công suất thực tế cung cấp cho nước là:
\(P_{thực.tế}\left(t\right)=P-P_{mất.mát}=500-100-0,5t=400-0,5t\)
Tổng năng lượng thực tế cung cấp cho nước trong thời gian \(t\) là:
\(Q_{cung.cấp}=\int\limits^t_0\left(400-0,5t\right)dt=400t-\dfrac{0,5}{2}t^2=400t-0,25t^2\)
\(\Rightarrow400t-0,25t^2=84000\)
\(\Leftrightarrow0,25t^2-400t+84000=0\)
\(\Leftrightarrow t=248,64\left(s\right)\)
Vậy sau \(249\left(s\right)\) là thời gian mà nhiệt độ nước đạt \(30^oC\) lần đầu.
Khi cầm viên nước đá lâu, nhiệt độ của tay người và đá sẽ cân bằng, Và cảm giác lạnh giảm dần (Đúng hay sai)
Đúng (nhiệt truyền \(\rightarrow\) cân bằng nhiệt \(\rightarrow\) Cảm giác lạnh giảm dần)
Ví dụ này cũng giống khi ta bỏ một viên đá vào cốc nước ấm, viên đá sẽ tan chảy và làm cho nước nguội đi \(\rightarrow\) là một ví dụ về sự truyền nhiệt và cân bằng nhiệt.
\(m=1\left(kg\right)\)
\(c=126\left(J/kg.K\right)\)
\(t\left(nc\right)=327^oC\)
\(\lambda=0,25.10^5\left(J/kg\right)\)\(\)
Nhiệt lượng cần thiết để hóa lỏng hoàn toàn 1kg chì là:
\(Q=\lambda.m=0,25.10^5.1=25000\left(J\right)=25\left(kJ\right)\)
Nên đáp án câu a sai
Để tăng nhiệt độ của miếng nhôm lên \(1K=273^oC\)
\(Q\left(a\right)=0,1.896=\left(273-20\right)=22667\left(J\right)\)
Nên câu a Sai
Làm nóng nhôm từ \(20^oC\rightarrow658^oC:\)
\(Q_1=0,1.896.\left(658-20\right)=57164,8\left(J\right)\)
Nên câu c đúng
Làm nóng chảy hoàn toàn nhôm ở \(658^oC:\)
\(Q_2=\lambda m=3,9.10^5.0,1=3,9.10^4=39000\left(J\right)\)
Nên câu b Sai
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp:
\(Q=Q_1+Q_2=57164,8+39000\approx96165\left(J\right)\)
Nên câu d Sai
Sửa câu a
\(Q\left(a\right)=0,1.896.\left(21-20\right)=89,6\left(J\right)\)
Nên câu a sai