Nhiệt lượng do 10g hơi nước tỏa ra khi nguội đến t = 40⁰

^{Q 1 = L m 1 + c m 1 ( 100 − 40 ) = L m 1 + 60 c m 1 (1)}

Nhiệt lượng do nước trong nhiệt lượng kế hấp thụ:  Q 2 = c m 2 ( 40 − 20 ) = 20 c m 2 (2)

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ:  Q 3 = q : ( 40 − 20 ) = 20 q (3)

Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: Q₁ = Q₂ + Q₃

_{L m 1 + 60 c m 1 = 20 c m 2 + 20 q ⇒ L = 20 c m 2 − 60 c m 1 + 20 q m 1 ⇒ L = 20 c ( m 2 − 3 m 1 ) + 20 q m 1 = 20.4 , 18.260 + 4 , 6.20 10 ⇒ L = 2173 , 6 + 92 = 2265 , 6 J / g}

Nhiệt lượng do m 1  = 10g hơi nước tỏa ra khi hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ t 1  = 100oC là Q 1   =   L m 1 .

Nhiệt lượng do m 1 = 10g nước (do hơi ngưng tụ) tỏa ra để giảm nhiệt độ từ  t 1  = 100oC xuống đến nhiệt độ t = 40oC là: Q ' 1  = m1c(t1 - t)

Nhiệt lượng do m 2  = 290g nước và nhiệt lượng kế thu vào để tăng nhiệt độ từ t 2  = 20oC lên đến t = 40oC là: Q 2   =   ( m 2 c   +   46 ) ( t   -   t 2 )

Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1   +   Q ' 1   =   Q 2

⇔ L m 1   +   m 1 c ( t 1   -   t )   =   ( m 2 c   +   46 ) ( t   -   t 2 ) .

thay số:

L = 2,26.106J/kg.

Lượng nhiệt cần cung cấp để biến đổi m = 6,0 kg nước đá ở nhiệt độ t 1  = -20 ° C biến thành hơi nước ở  t 2  = 100 ° C có giá trị bằng :

Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4

trong đó lượng nhiệt Q 1  = c 1 m( t 0  -  t 1 ) cung cấp cho m (kg) nước đá có nhiệt dung riêng c đ  để nhiệt độ của nó tăng từ  t 1  = -20 ° C đến  t 0  = 0 ° C ; lượng nhiệt  Q 0  = λ m cung cấp cho m (kg) nước đá có nhiệt nóng chảy riêng  λ  ở  t 0  = 0 ° C tan thành nước ở cùng nhiệt độ ; lượng nhiệt  Q 2 = c 0 m( t 2  - t 0 )

cung cấp cho m (kg) nước có nhiệt dung riêng  c n  để nhiệt độ của nó tăng từ  t 0  = 0 ° C đến  t 2  = 100 ° C ; lượng nhiệt  Q 3  = Lm cung cấp cho m (kg) nước có nhiệt hoá hơi riêng L ở  t 2  = 100 ° C biến thành hơi nước ở cùng nhiệt độ. Như vậy, ta có thể viết:

Q =  c đ m( t 0  -  t 1 ) +  λ m +  c n m( t 2  - t 0 ) + Lm

hay Q = m[ c đ ( t 0  -  t 1 ) +  λ  +  c n ( t 2  - t 0 ) + L]

Thay số, ta tìm được :

Q = 6,0. [2090.(0 + 20) + 3,4. 10 5  + 4180.(100 - 0) + 2,3. 10 6 ]

Q ≈ 186. 10 6  J.

+ Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25^oC tăng lên 100^oC là: Q 1 = m . c . ∆ t = 3135 k J

+ Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước ở 100^oC chuyển thành hơi nước ở 100^oC là: Q 2 = L m = 23000 k J

=>Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25^oC chuyển thành hơi nước ở 100^oC là: Q = Q 1 + Q 2 = 26135 k J

Đáp án: D

Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá ở 0°C để nó chuyển hóa thành nước ở 20°C. Nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/(kg.K) và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg.

Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của nhiệt dung riêng của chất làm vật và đo độ lớn của khối lượng bằng cân, độ tăng nhiệt độ bằng nhiệt kế.

Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = cm( t 2 - t 1 ) + lm.10% = 120620 J.

Chọn đáp án B

Hướng dẫn:

Lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm bay hơi khối lượng m = 100g nước ở t 0  = 100 ° C có giá trị bằng:

Q = L.m = 2,3. 10 6 .100. 10 - 3  = 2,3. 10 5  (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp:

Đáp án D