Một khối thép đặc hình trụ độ cao 20 cm, khối lượn...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Công thức tính nhiệt lượng toả ra: Q = mc.∆t

Công thức tính thể tích: V = m/D

Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu

Giải chi tiết:

Gọi Q là nhiệt lượng mà than tỏa ra trong vòng 1 giờ.

Vậy nhiệt lượng than tỏa ra trong 15 phút là: Q/4

Nhiệt lượng than cung cấp cho khối thép: \({Q \over 4}.10\%  = {Q \over {40}}\)

Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q \over {40}} = {m_t}{C_t}\left( {{T_1} - {T_0}} \right)\)

Thay số Q = 232,576.10⁶ (J)

Lương than cháy trong 1 giờ: \({Q \over q} = {{{{232,576.10}^6}} \over {{{34.10}^6}}}{\rm{ =  6}}{\rm{,84kg}}\)

Thể tích miếng thép: \({V_t}{\rm{ = }}{{{m_t}} \over {{D_t}}}{\rm{ = 2}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}\) (m³)

Thể tích trong của vại sành có chiều cao bằng chiều cao của miếng thép là: \(V = {\left( {{D \over 2}} \right)^2}\pi h = 0,01413\left( {{m^3}} \right)\)

Thể tích nước trong vại: V_n = V – V_t = 0,01213 (m³)

Khối lượng nước trong vại:  m = V_nD_n = 12,13kg

Gọi m’ là khối lượng nước đã hóa hơi, L là nhiệt hóa hơi của nước, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

m_tc_t(T₁ – T₂) = m’c_n (100 - T) + m’L + mc_n (T₂ – T)

Thay số ta được m’ = 1,1kg

Vậy khối lượng nước cần dùng là: m_n = m + m’ = 13,23kg