1. Nhà bạn Toàn lắp một bình đun nước nóng. Biết nhiệt độ của nước c
Câu hỏi
Nhận biết1. Nhà bạn Toàn lắp một bình đun nước nóng. Biết nhiệt độ của nước chưa đun là 100C và khi tắm cần nước 400C; khối lượng riêng của nước D = 1,0.103 kg /m3 , nhiệt dung riêng của nước c = 4200J/kg.K. Nếu mỗi lần tắm bạn Toàn dùng hết 0,05m3nước nóng thì:
a. Khối lượng nước nóng bạn toàn đã dùng là bao nhiêu?
b. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước một lần tắm là bao nhiêu?
c. Nếu đun nước bằng thiết bị điện có công suất 2000W và toàn bộ nhiệt lượng được nước hấp thụ hết thì thời gian đun nước là bao nhiêu?
2. Trong bình nhiệt lượng kế chứa nước đá có khối lượng m1 = 0,3kg ở nhiệt độ t = - 200 C. Đưa vào bình một lượng hơi nước có khối lượng m2 = 60g ở nhiệt độ t2 = 1000 C. Xác định nhiệt độ trong bình nhiệt lượng kế khi xả ra cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là c1 = 2100J/kg.K và, nhiệt dung riêng của nước là c2 = 4200J/kg.K và nhiệt hóa hơi của nước là 2,3.106 J / kg.Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế và môi trường.
Đáp án đúng:
Lời giải của Tự Học 365
Giải chi tiết:
1. a. Khối lượng nước bạn Toàn dùng mỗi lần tắm: m = D.V = 50 (kg).
b. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước một lần tắm:
Q = m.c.(t2 – t1) = 50.4200.(40 – 10) = 6,3.106(J) = 6,3.103(kJ).
c. Thời gian đun nước:$$t = {Q \over P} = {{6,{{3.10}^6}} \over {2000}} = 3150(s) = 52ph30s$$
2. + Nước đá tăng nhiệt độ và nóng chảy thành nước ở 00C sẽ thu nhiệt lượng:
$${Q_1} = {m_1}{c_1}(0 - {t_1}) + {m_1}\lambda = 0,3.2100\left[ {0 - \left( { - 20} \right)} \right] + 0,3.340000 = 114600\left( J \right)$$
+ Hơi nước ngưng tụ thành nước và hạ nhiệt độ xuống 00C sẽ tỏa nhiệt lượng:
$${Q_2} = {m_2}L + {m_2}{c_2}({t_2} - 0) = 0,06.2,{3.10^6} + 0,06.4200(100 - 20) = 163200(J)$$
+ Ta thấy Q1 < Q2 nên phần nước ngưng tụ thành nước sẽ không hạ nhiệt độ xuống tới 00C, nhiệt độ cân bằng là t0 > 00C. Ta có phương trình cân bằng nhiệt :
$$\eqalign{ & {Q_1} = {m_1}{c_1}({t_0} - 0) = {m_2}L + {m_2}{c_2}({t_2} - {t_0}) \cr & = > {t_0} = {{{m_2}L + {m_2}{c_2}{t_2} - {Q_1}} \over {\left( {{m_1} + {m_2}} \right){c_2}}} = {{0,06.2,{{3.10}^6} + 0,06.4200.100 - 114600} \over {\left( {0,3 + 0,06} \right).4200}} = {{225} \over 7} \approx 32,{14^0}C. \cr} $$
