a) Người ta đặt thỏi đồng có khối lượng 150g ở 100 độC bên trên khối nước đá này đang tan ở 0 độC. Tính khối lượng của nước đá bị nóng chảy cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/Kg.K .Nhiệt nóng chảy của nước đá 3,4.105 J/kg.K
b? Sau đó tất cả dược đặt vào 1 bình cách nhiệt không đáng kể. Tìm khối lượng của hơi nước cần phải dẫn vào toàn bộ hệ thóng cho L= 2,3.106J/Kg.K ,c của nước là =4200 J/KG.k
Gọi các nhiệt độ lần lượt là: t1 = - 10oC; t1’ = 0oC; t2 = 100oC; t = 20oC.
Nhiệt lượng cần thiết :
Q1 = m1c1(t1’- t1) = 1800J
Giả sử nước đá nóng chảy hoàn toàn thì nhiệt lượng cần cung cấp là:
Q1’ = m1l = 34000J
Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ xuống 00C là :
Q2 = m2c2( t2 – t1’) = 5700J
Ta thấy Q1’ > Q2 nên chỉ có một phần nước đá nóng chảy.
Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy là : \(Q_1^{''}=m.\lambda\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : \(Q_1^{''}=Q_2\Leftrightarrow m.\lambda=Q_2\)
Khối lượng nước đá bị nóng chảy là :
\(m=\dfrac{Q_2}{l}\approx0,0167kg\)
Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra :
Q3 = m3L + m3c3 (t2 – t)
Q3 = 2636000m3
Nhiệt lượng nước đá và thỏi kim loại thu vào:
Q’ = m’\(\lambda\)+ m1c3 (t – t1’) + m2c2 (t – t1’)
Với m’ = m1 - m
Thay số vào và tính được Q’ = 37842J
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có Q3 = Q’
\(\Leftrightarrow\) 2636000m3 = 37841,6
\(\Rightarrow\) m3 \(\approx\) 0,0144kg
