Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Tóm tắt
m1 = 2kg ; c1 = 2000J/kg.K
m2 = 1kg ; c2 = 4200J/kg.K ; t2 = 10oC
\(m\) = 50g = 0,05kg ; \(\lambda\) = 3,4.105J/kg
t3 = 100oC ; t' = 50oC
L = 2,3.106J/kg ;
a) t1 = ?
b) m3 = ?
Giải
a) Lượng nước đá tăng lên chứng tỏ đã có một phần nước bị đông đặc thành nước đá, nhưng lượng nước chưa đông đặc hoàn toàn nên nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp đang ở nhiệt độ đông đặc của nước là t = 0oC.
Nhiệt lượng nước đá thu vào khi tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu t1 lên t = 0oC là:
\(Q_{thu}=m_1.c_1\left(t-t_1\right)\)
Nhiệt lượng nước tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t2 = 10oC xuống t = 0oC là:
\(Q_{tỏa1}=m_2.c_2\left(t_2-t\right)\)
Nhiệt lượng m(kg) nước tỏa ra để đông đặc hoàn toàn ở t = 0oC là:
\(Q_{tỏa2}=m.\lambda\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu}=Q_{tỏa1}+Q_{tỏa2}\\ \Rightarrow m_1.c_1\left(t-t_1\right)=m_2.c_2\left(t_2-t\right)+m.\lambda\\ \Leftrightarrow t_1=t-\dfrac{m_2.c_2\left(t_2-t\right)+m.\lambda}{m_1.c_1}\\ =0-\dfrac{1.4200\left(10-0\right)+0,05.3,4.10^5}{2.2000}=-14,75\left(^oC\right)\)
Nhiệt độ ban đầu của nước đá là -14,75oC.
b) Nhiệt lượng m(kg) nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở t = 0oC là:
\(Q_{thu1}=m.\lambda\)
Nhiệt lượng nước đang có thu vào khi tăng nhiệt độ từ t = 0oC lên t' = 50oC là:
\(Q_{thu2}=\left(m_2-m+m_1\right)c_2\left(t'-t\right)\)
Nhiệt lượng hơi nước tỏa ra khi ngưng tụ hoàn toàn ở t3 = 100oC là:
\(Q_{tỏa1}=m_3.L\)
Nhiệt lượng nước đã ngưng tụ tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t3 = 100oC xuống t' = 50oC là:
\(Q_{tỏa2}=m_3.c_2\left(t_3-t'\right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu1}+Q_{thu2}=Q_{tỏa1}+Q_{tỏa2}\\ \Rightarrow m.\lambda+\left(m_2-m+m_1\right)c_2\left(t'-t\right)=m_3.L+m_3.c_2\left(t_3-t'\right)\\ \Leftrightarrow m_3=\dfrac{m.\lambda+\left(m_2-m+m_1\right)c_2\left(t'-t\right)}{L+c_2\left(t_3-t'\right)}\\ =\dfrac{0,05.3,4.10^5+\left(1-0,05+2\right)4200\left(50-0\right)}{2,3.10^6+4200\left(100-50\right)}\approx0,254\left(kg\right)\)
Vậy khối lượng hơi nước đã dẫn vào là 0,254kg.