Question

thả 2kg nước đá ở -10 độ C vào một nhiệt lượng kế đựng 2,4 kg nước ở 60 độ C . Bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 200g và nhiệt dung riêng là 880J/kh.độ

a) Nước đá có tan hết không ?

b) tính nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế ?

Answer 1

Tóm tắt

m₁ = 2kg ; t₁ = -10^oC

c₁ = 2000J/kg.K

\(\lambda\) = 340000J/kg

m₂ = 2,4kg ; t₂ = 60^oC

c₂ = 4200J/kg.K

m₃ = 200g = 0,2kg

c₃ = 880J/kg.K

b) t = ?

Giải

a) Nhiệt lượng nước đá cần thu vào để tăng nhiệt độ từ t₁ = -10^oC lên nhiệt độ nóng chảy 0^oC là:

\(Q_1=m_1.c_1\left(0-t_1\right)=2.2000.10=40000\left(J\right)\)

Nhiệt lượng nước đá cần thu vào để nóng chảy hoàn toàn thành nước lỏng ở 0^oC là:

\(Q_2=m_1.\lambda=2.340000=680000\left(J\right)\)

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước trong đó tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t₂ = 60^oC xuống 0^oC là:

\(Q_3=\left(m_2.c_2+m_3.c_3\right)\left(t_2-0\right)=\left(2,4.4200+0,2.880\right)60=615360\left(J\right)\)

Ta thấy \(Q_1+Q_2>Q_3\) nên nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước trong đó tỏa ra không đủ để làm nước đá nóng chảy hoàn toàn nên nước đá chưa tan hết.

b) Tuy nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước trong đó tỏa ra không đủ để làm nước đá nóng chảy hoàn nhưng đủ để làm nước đá nóng đến 0^oC (do Q₁ < Q₃) nên nhiệt độ cân bằng hay nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế là 0^oC.