Một bình chứa hình trụ, thành mỏng, có chiều cao h...
Câu hỏi: Một bình chứa hình trụ, thành mỏng, có chiều cao h1 = 20 cm và diện tích đáy S1 = 100 cm2 đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t1 = 80oC. Thả vào bình một khối trụ đồng tính khối lượng m, diện tích đáy S2 = 80 cm2, chiều cao h2 = 25 cm và nhiệt độ . Khi cân bằng nhiệt được thiết lập thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy của bình một đoạn x = 4 cm nhiệt độ nước trong bình là t0 = 65oC. Bỏ qua sự nở vì nhiệt, sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường xung quanh. Biết khối lượng riêng của nước D = 1000 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước và chất làm khối trụ lần lượt là Cn = 4200 J/(kg.K) và Ctr = 2000 J/(kg.K). Xác định:
Đáp án
- Hướng dẫn giải
a,
Giả sử khi thả khối trụ vào bình thì nước chưa tràn ra ngoài (y < h1 - x = 16cm).
S1.x + (S1 – S2).y = 1000 ⟹ y = 15 cm (thỏa mãn)
Điều kiện cân bằng cho khối trụ:
m = D.Vc = D.y.S2 = 1000.0,15.60.10-4 = 0,9 kg
b, Bảo toàn năng lượng: mncn(t1 – t0) = mtr.ctr(t0 – t2)
1.4200.15 = 0,9.2000.(65 - t2) => t2 = 30oC
c, Khi khối trụ chạm đáy thì thể tích của phần bình xung quanh khối trụ còn là:
V = h1(S1 - S2) = 20(100 - 60) = 800cm3 < 1000cm3
=> thể tích phần trụ chìm trong chất lỏng là: Vc = h1.S2 = 20.60 = 1200 cm3.
ĐKCB cho khối trụ: m + ∆m = D.Vc = D.h1.S2 = 1000.0,2.60.10-4 = 1,2 kg
=> ∆m = 0,3kg
Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm
Tổng hợp Đề thi vào 10 chuyên Vật Lí có đáp án !!
Liên kết với Facebook
Liên kết với Google