Một bình nhôm khối lượng 500g đựng 1 lít nước. Trên mặt nước có một cục nước đá nặng m1=450g. Tất cả ở 0oC
a) Tính thể tích phần nước đá nổi trên mặt nước. Biết khối lượng riêng của nước đá là 0,9g/cm³ , khối lượng riêng của nước là 1g/cm³.
b) Dùng bếp dầu đun sôi nước trong bình. Tính lượng dầu cần thiết. Cho c(nhôm)=880 J/kg.K, c(nước)=4200 J/kg.K, q= 44000000 J/Kg, hiệu suất bếp là 50%, nhiệt nóng chảy 340000 J/kg.
Khi nước đá nằm im lặng trong nước thì
FA=P.
Với
FA=dn.Vcc là lực đẩy Ác si mét tác dụng lên cục đá.
P =
dda.Vda
Suy ra:
dn.Vcc=dda.Vda ⇒Vcc=dndda.Vda
Ta có:
Vda=Ddam=0,9450=500(cm3)
Vậy
Vcc=10,9.500=450(cm3)
hay thể tích phần nước đá nổi là 500 - 450 = 50
(cm3)
b) Nhiệt lượng để làm ấm tăng từ 0 đến 100 độ là:
Q1=0,5.880.100= 44 000 (J)
Nhiệt lượng cần để cục đá tan hết là:
Q2=λ.m=340000.0,45= 153 000 (J)
Nhiệt lượng cần để nước nóng đến 100 độ là:
Q3=(1+0,45).4200.100= 609 000 (J)
Tổng nhiệt lượng cần để đun sôi nước là: Q =
Q1+Q2+Q3 = 806 000 (J).
Ta có
H=QtpQi⇒Qtp=HQi=0,5806000= 1 612 000 (J).
Áp dụng công thức Q = q . m
⇒m=qQ=440000001612000≈0,03664 (kg)