Một khối nước đá có khối lượng m1 = 2kg...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt

 Phương trình cân bằng nhiệt Q_thu  = Q_tỏa

Giải chi tiết:

a. + Nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá trên tăng từ -5⁰C đến 0⁰C:

Q_a = m₁c_đ(0 – (-5)) = 2.1800.5 = 18.000J

Nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá trên nóng chảy hoàn toàn ở 0⁰C:

Q_b = m₁= 2.3,4.10⁵= 680.000J

Nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước trên tăng từ 0⁰C đến 100⁰C:

Q_c = m₁c_n(100 – 0) = 2.4200.100 = 840.000J

Nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước trên hóa hơi hoàn toàn ở 100⁰C:

Q_d = m₁L = 2.2,3.106= 4.600.000J

Q_ab = Q_a + Q_b= 18.000 + 680.000 = 698.000J

Q_abc = Q_ab + Q_c = 698.000 + 840000 =1.538.000J

Q_abcd = Q_abc + Q_d = 1.538.000 + 4.600.000 = 6.138.000J

+ Đồ thị:

b. Nhiệt lượng ca nhôm và nước tỏa ra để hạ xuống 0⁰C:

Q₂ = (m₂c_nh + 3c_n)(50 – 0) = (0,5.880 + 3,05.4200)50 = 662.500J

Vì Q₂ > Qanên nước đá tăng lên 0⁰C và nóng chảy.

Vì Q₂ < Q_ab nên nước đá nóng chảy không hoàn toàn, do đó nhiệt độ chung là t = 0⁰C.

Gọi m’ là lượng nước đá bị nóng chảy, phương trình cân bằng nhiệt:

Q₂ = Q_a+ m’.=> 662.500 = 18.000 + m’.3,4.105=> m’ = 1,90kg

Khối lượng nước trong bình khi có cân bằng nhiệt:

m_n = m₃+ m’ = 3,05 + 1,90 = 4,95kg