Một cốc cách nhiệt dung tích 500cm3, người ta bỏ
Câu hỏi
Nhận biếtMột cốc cách nhiệt dung tích 500cm3, người ta bỏ lọt vào cốc một cục nước đá ở nhiệt độ - 80C rồi rót nước ở nhiệt độ 350C vào cho đầy tới miệng cốc.
a, Khi nước đá nóng chảy hoàn toàn thì mực nước trong cốc sẽ thế nào (hạ xuống; nước tràn ra ngoài hay vẫn giữ nguyên đầy tới miệng cốc) ? Vì sao? (HS tự giải)
b, Khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong cốc là 150C. Tính khối lượng nước đá đã bỏ vào cốc lúc đầu. Cho Cn = 4200 J/kg.K; Cnd = 2100J/kg.K và λ = 336 200 J/kg.K (bỏ qua sự mất nhiệt với các dụng cụ và môi trường ngoài)
Đáp án đúng: A
Lời giải của Tự Học 365
Cách giải nhanh bài tập này
a,
+ Do trọng lượng riêng của nước đá nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên nước đá nổi, một phần nước đá nhô lên khỏi miệng cốc, lúc này tổng thể tích nước và nước đá > 500cm3
+ Trọng lượng nước đá đúng bằng trọng lượng phần nước đá chiếm chỗ (từ miệng cốc trở xuống). Khi nước đá tan hết thì thể tích nước đá lúc đầu đúng bằng thể tích phần nước bị nước đá chiếm chỗ, do đó mực nước trong cốc vẫn giữ nguyên như lúc đầu (đầy tới miệng cốc).
b,
+ Tổng khối lượng nước và nước đá bằng khối lượng của 500cm3 nước và bằng 0,5kg.
+ Gọi m (kg) là khối lượng của cục nước đá ban đầu => khối lượng nước rót vào cốc là 0,5 – m (kg)
+ Phương trình cân bằng nhiệt :
(0,5 – m).4200.(35 – 15) = m.λ + 2100.m.[0 – (-8)] + 4200.m.15
+ Giải phương trình này ta được m = 0,048 kg = 84g.
