Đáp án: C

- Giả sử nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng là 0 0 C

- Nhiệt lượng do nước tỏa ra khi hạ xuống  0 0 C  là:

- Nhiệt lượng thu vào của viên nước đá để tăng nhiệt độ lên  0 0 C  và tan hết tại  0 0 C  là:

- Ta thấy Q t h u < Q t ỏ a  chứng tỏ nước đá bị tan ra hoàn toàn.

- Gọi nhiệt độ hỗn hợp sau khi cân bằng là t 0 C (t > 0)

- Nhiệt lượng do nước tỏa ra khi hạ xuống  0 0 C  là:

- Nhiệt lượng thu vào của viên nước đá để tăng nhiệt độ lên  0 0 C , tan hết tại  0 0 C  và tăng lên đến  t 0 C  là:

Chọn đáp án D

Hướng dẫn:

Lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy khối lượng m = 100g nước đá ở t 0  = 0 ° C thành nước ở cùng nhiệt độ  t 0 = 0 ° C có giá trị bằng:

Q = λ m  = 3,4. 10 5 .100. 10 - 3 =34. 10 3  (J)

Gọi V là thể tích ở nhiệt độ t và V 0  là thể tích ở 0 ° C của thỏi sắt. Theo công thức nở khối vì nhiệt, ta có :

V =  V 0 (1 + β t)

với β là hệ số nở khối của sắt. Vì khối lượng m của thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D của thỏi sắt ở nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 của nó ở 0oC theo công thức :

D/ D 0  =  V 0 /V ⇒ D = m/V =  D 0 /(1 +  β t)

Từ đó suy ra nhiệt độ t của thỏi sắt trước khi thả nó vào cốc nước đá :

t = ( D 0 V - m)/m β

Thay số ta tìm được:

Khối lượng M của phần nước đá tan thành nước sau khi thả thỏi sắt nóng có nhiệt độ t ° C vào cốc nước đá ở 0 ° C được xác định bởi điều kiện cân bằng nhiệt:

M λ = cmt ⇒ M = cmt/ λ

trong đó  λ  là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, c là nhiệt dung riêng của thỏi sắt có khối lượng m.

Thay số, ta tìm được :

Chọn đáp án C

Hướng dẫn:

Lượng nhiệt Q cung cấp để làm nóng chảy cục nước đá khối lượng m = 50g và nhiệt độ ban đầu t 0  = - 20 ° C có giá trị bằng:

Q = m.c.(t –  t 0 ) + λ m  = m[c(t –  t 0 ) +  λ ] = 19 (kJ)

Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện tính theo công thức :

E = α T T 1 - T 2

trong đó  T 1 - T 2  là hiệu nhiệt độ giữa hai đầu nóng và lạnh của cặp nhiệt điện, còn  α T  là hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện.

Từ đó, ta suy ra nhiệt độ nóng chảy của thiếc :

T 1  = E/ α T  +  T 2  = 509K

Ta có:

m=500g=0,5kg

\(t_đ\)=-12^oc;\(t_s\)=0^oc

λ=340000j/kg

c=2100j/kg

Q=?j

                           Bài giải

Nhiệt lượng cần phải dùng để làm nóng chảy cục nước đá là

Q=Q₁+Q₂=mc(\(t_s\)-\(t_đ\))+mλ=\(0,5\cdot2100\cdot\left(0-\left(-12\right)\right)+0,5\cdot340000\)=182600(j)

Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng  m 0  ở t 0 = 0 ° C ; còn c 1 ,  m 1 ,  c 2 ,  m 2  là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước đựng trong cốc ở nhiệt độ  t 1  = 20 ° C. Nếu gọi t ° C là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì lượng nhiệt do cục nước đá ở  t 0  = 0 ° C đã thu vào để tan thành nước ở t ° C bằng :

Q = λ m 0  +  c 2 m 0 (t -  t 0 ) =  m 0 ( λ +  c 2 t)

Còn nhiệt lượng do cốc nhôm và lượng nước đựng trong cốc ở  t 1  = 20 ° C. toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới toC (với t < t 1 ) có giá trị bằng :

Q'= ( c 1 m 1  + c 2 m 2 )( t 1  - t)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có :

Q' = Q ⇒ ( c 1 m 1  +  c 2 m 2 ) ( t 1  - t) =  m 0 ( λ  +  c 2 t)

Từ đó suy ra :

Thay số : t ≈ 3,7 ° C.

Đáp án C 

Q ≈ 3 , 82 . 10 4 J

Đáp án : B

- Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy(tan) hoàn toàn ở 0 0 C .

- Nhiệt lượng nước tỏa ra khi giảm từ  20 0 C  đến  0 0 C  :

- Ta thấy Q 1 > Q 2  nên nước đá chỉ tan một phần .