Hai bình cách nhiệt trụ giống hệt nhau, bình thứ nhất dựng nước ở nhiệt độ t1= 5°C, bình thứ hai đựng nước đá cùng tới độ cao h = 20cm, người ta rót hết nước ở bình một vào bình hai. Khi có cần bằng nhiệt, mực nước trong bình dâng cao thêm h= 0,3cm so với lúc vừa rót nước xong. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Cho biết : nhiệt dung riêng của nước c1= 4200J/kg.độ, của nước đá có c2 = 2100J/kg độ, nhiệt nóng chảy của nước đá λ=3,4.10^5 J/kg.độ, khối lượng riêng của nước D1 = 1000kg/m3, của nước đá D2= 900kg/m3.
Hãy luôn nhớ cảm ơn và vote 5*
nếu câu trả lời hữu ích nhé!
Để dễ dàng cho việc tính toán ta có diện tích đáy của bình hình trụ là ` S = 1m^2 `
Vậy:
Thể tích ban đầu của mỗi bình
` V = 1.0,2 = 0,2(m^3) `
Thể tích nước trong bình tăng lên sau khi cân bằng nhiệt
` \Delta V = 1.0,003 = 0,003(m^3 ) `
* Nhận xét : khi cân bằng nhiệt xảy ra, thể tích bình dâng lên so với ban đầu
` => ` có một phần nước rót từ bình 1 sang bị đông đá
Có ` 900 ` kg nước đá có thể tích ` 1m^3 `
` 1000 ` kg nước đá có thể tích ` x m^3 `
` => x = {1000}/{900} = {10}/9 `
mà ` D_1 = 1000 ` $ kg/m^3 $
Tức là khi ` 1000 ` kg nước chuyển sang nước đá sẽ có thể tích tăng là
` \Delta = {10}/9 - 1 = 1/9 m^3 `
Vậy khi thể tích bình tăng lên ` 0,003 m^3 ` thì khối lượng nước bị chuyển thành nước đá là
` m' = { 0,003 .1000}/{ 1/9 } = 27 kg `
Khối lượng nước ở bình 1 và 2 là
` m_1 = VD = 0,2.1000 = 200kg `
` m_2 = 0,2.900 = 180kg `
Ta thấy ` m_1 > m' ` tức là chỉ có một bộ phận nhỏ nước từ bình 1 rót sang bị chuyển thành đá phần còn lại vẫn là nước
` => ` khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của bình là ` 0^oC `
Nlượng toả ra
` Q_1 = 200.4200(5-0) + 27.3,4.10^5 = 1,338.10^7 `
Nlượng thu vào
` Q_2 = 180.2100(0 - t_2 ) = -3,78.10^5 t_2 `
Có ` Q_1 = Q_2 `
` <=> 1,338.10^7 = -3,78.10^5 t_2 `
` => t_2 = -35,4 `
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
Bảng tin