Vật lí [vật lí 9] Bài tập nhiệt khó

Người ta thả vào một nhiệt lượng kế lý tưởng (NLK) đang chứa m1 = 0,5kg nước ở t1 = 100C một cục nước đá có khối lượng m2 1kg ở t2 = -300C.
1. Tính nhiệt độ, thể tích của hổn hợp sau khi cân bằng được thiết lập.
2. Ngay sau đó, người ta thả vào NLK một cục nước đá khác ở 00C, giữa nó có chứa một cục đồng nhỏ có khối lượng m3 =10g, còn phần nước đá bao quanh cục đồng là m2’ = 0,2kg.
Hỏi cần phải rót thêm vào NLK bao nhiêu nước ở 100C để cục nước đá chứa đồng bắt đầu chìm xuống nước? Cho rằng tốc độ tan của các cục nước đá là như nhau.
Biết nhiệt dung riêng của nước là Cn = 4200J/kgK; của nước đá là Cnd = 2100J/kgK, khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m3; của nước đá là Dnđ = 900kg/m3; của đồng là Dđ = 8900kg/m3; và nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 335000J/kg.


>> chú ý không đặt các tiêu đề phản ánh không đúng nội dung bài viết như: "Help me", "giúp em với", "cứu với", "hehe" v.v...hoặc các tiêu đề có biểu cảm (!!!, ???, @@@).

 

Anh nói sơ câu 2 nhé.

Để cục đá đó chìm thì tổng trọng lượng của đá và đồng phải bằng lực đẩy acsimet.

Giả sử sau khi tan, thể tích phần đá còn lại là V.

Khi đó [TEX]10.m_{Cu}+V.d_d = V.d_n[/TEX]

Số liệu có cả rồi, em thay vào tính V.

Có V em suy ra khối lượng đá chưa tan lúc đó. Vậy ta suy ra được khối lượng đá đã bị tan.

Nhiệt lượng làm cho phần đá này tan chính là nhiệt lượng tỏa ra của lượng nước sôi thêm vào khi giảm xuống 0 độ C. (Nhiệt độ cuối của hỗn hợp là 0 độ C vì đá không tan hết ).

 

Còn nhiệt lượng cần để làm tan nước đá trong nhiệt lượng kế nữa chứ anh? Viên đá chỉ chìm trong chất lỏng thôi chứ.

 

1.Nhiệt lượng nước tỏa ra khi hạ xuống [TEX]0^oC[/TEX] là:
0,5.100.4200=210000(J)
Nhiệt lượng nước đá hấp thụ khi tăng lên [TEX]0^oC[/TEX]là:
1.2100.300=630000(J)
Ta thấy 210000<630000 => có một lượng nước bị hóa đá sau khi cân bằng nhiệt
Để hóa đá 0,5 kg nước đá cần một nhiệt lượng:
0,5.335000=167500(J)
Ta thấy: 630000-210000>167500
=> sau khi hóa đá hoàn toàn nước, nhiệt độ của nước đá còn bị hạ xuống
nhiệt độ của nước đá sau khi cân bằng nhiệt: -[TEX] \frac{630000-210000-167500}{1,5.2100}=- \frac{5050}{63}=- 80^oC[/TEX]
thể tích nước đá: [TEX]\frac{1,5}{900}=\frac{1}{600}m^3[/TEX]

 

sao thể tích của nước đá lại là thể tích phần chìm của cả cục nước đá chứa chì trong nước thế