[Vật lí 8] Bài toán về hỗn hợp nước-nước đá.

[miumiudangthuong]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 1: Trong một bình đậy kín có một cục nước đá khối lượng M=0,1 kg nổi trên mặt nước, trong cục nước đá có một viên chì khối lượng m=5g. Hỏi phải tốn một lượng nhiệt bằng bao nhiêu để cục chì bắt đầu chìm xuống nước. Cho khối lượng riêng của chì 11,3 g/cm[TEX]^3[/TEX], của nước đá bằng 0,9 g/cm [TEX]^3[/TEX], nhiệt nóng chảy của nước đá λ=[TEX]3,4 . 10^5[/TEX] J/kg. Nhiệt độ nước trong bình là 0[TEX]^o[/TEX]C.

Bài 2: Một ống nghiệm hình trụ, đựng nước đá đến độ cao h1= 40 cm. Một ống nghiệm khác đựng nước ở nhiệt độ t1=40 [TEX]^o[/TEX]C đến độ cao h2=10cm. Người ta rót hết nước ở ống nghiệm thứ hai vào ống nghiệm thứ nhất. Khi có câm bằng nhiệt, mực nước trong ống nghiệm dâng cao thêm h=0,2 cm so với lúc vừa rót xong. Tính nhiệt độ ban đầu của nước đá. Biết nhiệt dung riêng của nước c1=4200 J/kg.K, của nước đá c2=2000 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là λ=[TEX]3,4 . 10^5[/TEX] J/kg; khối lượng riêng của nước và nước đá : D1=1000kg/m[TEX]^3[/TEX], D2=900 kg/m[TEX]^3[/TEX]. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.

 

[ljnhchj_5v]

Câu 1:
- Theo đề, nhiệt độ cân bằng của hệ là [TEX]0^oC[/TEX]
- Để cục chì bắt đầu chìm xuống nước thì khối lượng riêng trung bình của cục nước đá và cục chì trong nó bằng khối lượng riêng của nước.
- Gọi [TEX]M_1[/TEX] là khối lượng phần nước đá còn lại khi cục nước đá có chì bắt đầu chìm.
- Để cục chì bắt đầu chìm:
[TEX]\frac{M_1 + m}{V} = D_n[/TEX] (1)
vs V là thể tích cục nc đá và chì và [TEX]D_n[/TEX] là khối lượng riêng của nước.
- Ta có:
[TEX]V = V_{nd} + V_c = \frac{M_1}{D_d} + \frac{m}{D_c}[/TEX] (2)
vs [TEX]D_d[/TEX] là khối lượng riêng của nước đá, [TEX]D_c[/TEX] là khối lượng riêng của chì.
- Thay (2) vào (1), ta được:
[TEX]M_1 + m = D_n.(\frac{M_1}{D_d} + \frac{m}{D_c})[/TEX]
\Rightarrow [TEX]M_1 = m.\frac{(D_c - D_n).D_d}{(D_n - D_d).D_c}[/TEX]
- Thay số ta dc [TEX]M_1 = 41 (g)[/TEX]
- Khối lượng nc đá đã tan:
[TEX]M_2 = M - M_1 - m = 100 - 41 - 5 = 54 (g)[/TEX]
\Rightarrow Nhiệt lượng cần thiết:
[TEX]Q = \lambda.M_2 = 3,4.10^5.54.10^{-3} = 18360 (J)[/TEX]