Bình nhiệt lượng kế khối lượng 100g ở 20 độ C.Bỏ vào bình lượng nước đá ở -15 độ C sau đó đổ thêm 200g nước ở 5 độ C . Khi cân bằng nhiệt lượng chất chứa trong bình là 550ml . Khối lượng riêng của nước là 2,1J/g.k ; nước đá là 0,9 J/g.k ; nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.k ; nước đá là 2,1J/g.k ; nhôm là 0,88J/g.k . Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0 độ C là 340000J/kg.k . Bỏ qua sự dãn nở và mất nhiệt ra môi trường ngoài . Xác định nhiệt độ trong bình khi cân bằng nhiệt và khối lượng nước đá đã bỏ vào bình cân bằng.
Xác định nhiệt cân bằng nhiệt và biến thiên entropy khi trộn 1g nước ở 0 độ C và 10g nước ở 100 độ C. Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g và nhiệt dung diêng của nước bằng 4,18 J/g.k
Gọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn. Giả sử hệ là cô lập.
Ta có phương trình:
Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào
\(Q_{tỏa}=Q_{thu}\) hay \(Q_3=Q_1+Q_2\)
\(\Leftrightarrow\)
- 10.4,18.(T - 373) = 334,4 + 1.4,18.(T - 273)
\(\Rightarrow\)
T = 356,64 (K)
\(\begin{matrix}1gH_2O\left(r\right)\\273k\end{matrix}\)------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\273k\end{matrix}\)---------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\T\left(K\right)\end{matrix}\)<-----------------\(\begin{matrix}10gH_2O\left(l\right)\\373k\end{matrix}\)
\(\Delta S_1\) \(\Delta S_2\) \(\Delta S_3\)
Biến thiên entropy của hệ:
\(\Delta S=\Delta S_1+\Delta S_2+\Delta S_3\)
Với: 
\(\Delta S_1=\frac{\lambda_{nc}}{T_{nc}}=\frac{334,4}{273}=1,225\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S_2=1.\int\limits^{356,64}_{273}4,18.\frac{dT}{T}=1,117\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S_3=10.\int\limits^{356,64}_{373}4,18\frac{dT}{T}=-1,875\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S=0,467\left(J\text{/}K\right)\)
Một cục nước đá có khối lượng 200g ở nhiệt độ - 10*C : a/ Để cục nước đá chuyển hoàn toàn sang thể hơi ở 100*C thì phải cần một nhiệt lượng là bao nhiêu kJ ? Cho nhiệt dung riêng của nước và nước đá là C1 = 4200J/kg.K ; C2 = 1800 J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg.b/ Nếu bỏ cục nước đá trên vào ca nhôm đựng nước ở 20*C thì khi có cân bằng nhiệt, người ta thấy có 50g nước đá còn sót lại chưa tan hết. Tính khối lượng nước đựng trong ca nhôm lúc đầu biết ca nhôm có khối lượng 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là C3 = 880 J/kg.K ? ( Trong cả hai câu đều bỏ qua sự mất nhiệt vời môi trường ngoài )
Một cục nước đá có khối lượng 200g ở nhiệt độ - 10*C : a/ Để cục nước đá chuyển hoàn toàn sang thể hơi ở 100*C thì phải cần một nhiệt lượng là bao nhiêu kJ ? Cho nhiệt dung riêng của nước và nước đá là C1 = 4200J/kg.K ; C2 = 1800 J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg.b/ Nếu bỏ cục nước đá trên vào ca nhôm đựng nước ở 20*C thì khi có cân bằng nhiệt, người ta thấy có 50g nước đá còn sót lại chưa tan hết. Tính khối lượng nước đựng trong ca nhôm lúc đầu biết ca nhôm có khối lượng 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là C3 = 880 J/kg.K ? ( Trong cả hai câu đều bỏ qua sự mất nhiệt vời môi trường ngoài )
200g=0,2kg
50g=0,05kg
100g=0,1kg
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q=m_1C_1\left(0--10\right)+m_1\lambda+m_1C_2\left(100-0\right)+m_1L\)
\(\Leftrightarrow Q=3600+68000+84000+460000\)
\(\Leftrightarrow Q=615600J\)
nếu bỏ cục nước đá vào nước thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q_n+Q_{nh}=Q_{nđ}\)
\(\Leftrightarrow Q_2+Q_3=Q_1\)
\(\Leftrightarrow m_2C_2\left(t_2-t\right)+m_3C_3\left(t_3-t\right)=m_1C_1\left(t-t_1\right)+\left(m_1-0,05\right)\lambda\)
\(\Leftrightarrow4200m_2\left(20-0\right)+88\left(20-0\right)=360\left(0--10\right)+3,4.10^5\left(0,2-0,05\right)\)
\(\Leftrightarrow84000m_2+1760=54600\)
\(\Rightarrow m_2=0,63kg\)
chú ý ở câu b:
nhiệt độ cân bằng là 0 vì nước đá chưa tan hết.
khối lượng nhân cho lamđa phải trừ đi cho phần chưa tan hết
chúc bạn thành công nhé
a) Nước đá nóng chảy hoàn toàn nên Nhiệt độ cân bằng bằng 0 độ
Nhiệt lượng để nướng đá thu nhiệt từ -10 đến 0 độ:
Q1= m.C2. (0+10)= 0,2 .1800. 10= 3600(j)
Nhiệt lượng nước đá nóng chảy hoàn toàn là:
Q2= m.\(\lambda\) = 68000(j)
Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ 0 đến 100 độ
Q3= m. c1. (100-0)= 840000(j)
Q=Q1 +Q2 +Q3 =911600
Thả một cục nước đá có khối lượng m1 = 30 g ở nhiệt độ t1 = 0 oC vào cốc nước chứa m2 = 200 g nước ở nhiệt độ t2 = 20 oC. Bỏ qua nhiệt dung của cốc. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4,2 J/g.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 334 J/g. Nhiệt độ cuối của cốc nước là:
A. 5 oC
B. 7 oC
C. 8 oC
D. 9 oC
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
cm2(t2 – t) = lm1 + cm1t
Thả một cục nước đá có khối lượng 30 g ở 0°C vào cốc nước chứa 200 g nước ở 20°C. Tính nhiệt độ cuối của cốc nước. Bỏ qua nhiệt dung của cốc. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 334 J/g
A. 17°C
B. 2,7°C.
C. 10°C.
D. 7°C.
Thả một cục nước đá có khối lượng 30 g ở 0 ° C vào cốc nước chứa 200 g nước ở 20 ° C . Tính nhiệt độ cuối của cốc nước. Bỏ qua nhiệt dung của cốc. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 334 J/g.
Phương trình cân bằng nhiệt:
c m 2 ( t 2 - t ) = λ m 1 + c m 1 t ð t = c m 2 t 2 − λ m 1 c ( m 2 + m 1 ) = 7 ° C
Thả một cục nước đá có khối lượng 30 g ở 0°C vào cốc nước chứa 200 g nước ở 20°C. Tính nhiệt độ cuối của cốc nước. Bỏ qua nhiệt dung của cốc. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 334 J/g
A. 17°C
B. 2,7°C.
C. 10°C.
D. 7°C.
Một khối nước đá có khối lượng là 2kg ở nhiệt độ -5độC :
a) tính nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá hóa hơi ở 100độC.
b) bỏ khối nước đó vào xô nhôm chưa nước ở 50độC . sau khi cân bằng nhiệt , người ta thấy còn sót lại 100g nước đá chưa tan hết. tính lượng nước đá ban đầu chưa trong xô.
cho biết xô nhôm có m = 0,5 kg. c nước đá = 2100 J/kg.k . c nước = 4200 J/kg.k . c nhôm = 880 J/kg.k.
nhiệt nóng chảy của nước đá = 3,4.10^5 J/kg. nhiệt hóa hơi của nước = 2,3.10^6 J/kg
Người ta cho vào nhiệt lượng kế đồng thời một lượng nước có khối lượng m 1 = 1 k g ở nhiệt độ t 1 = 50 0 C và m 2 = 1 k g nước đá ở nhiệt độ t 2 = - 20 0 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 k J / k g . K ; C 2 = 2 , 1 k J / k g . K và λ = 340 k J / K g
A. t = - 0 , 5 0 C
B. t = 0 0 C
C. t = 0 , 5 0 C
D. t = 1 0 C
Đáp án: B
- Nhiệt lượng toả ra của m1 kg nước để hạ nhiệt độ tới 0 0 C là :
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 0 0 C là:
- So sánh Q t h u và Q t ỏ a ta thấy Q 1 > Q 2 . Vậy nước đá bị nóng chảy.
- Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :
- 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 0 C .
