Tóm tắt :

Thép                                          Nước

m₁ = 5kg                                 V₂ = 3 lít = m₂ = 3 kg

t₁ = 345^oC                                t₂ = 30^oC

t₂ = 30^oC                                  c₂ = 4200 J/kg.K

c₁ = 460 J/kg.K                         t₁ = ?

Giải

Nhiệt lượng của miếng thép tỏa ra là

\(Q_{tỏa}=m_1.c_1.\left(t_1-t_2\right)=5.460.\left(345-30\right)=724500\left(J\right)\)

Ta có : Q_tỏa = Q_thu

\(\Rightarrow m_2.c_2.\left(t_2-t_1\right)=724500\left(J\right)\\ \Rightarrow\Delta t=\dfrac{724500:4200}{3}=57,5^oC\\ \Rightarrow-t_1=30-57,5\\ \Rightarrow t_1=27,5^oC\)

Động năng:

\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.\dfrac{250}{100}.0=0\left(J\right)\)

Thế năng đàn hồi:

\(W_{đh}=\dfrac{1}{2}k\left(\text{∆}x\right)^2=\dfrac{1}{2}.100.\dfrac{1}{2500}=0,02\left(J\right)\)

Cơ năng:

\(W=W_đ+W_{đh}=0+0,02=0,02\left(J\right)\)

Khi ở nhiệt độ 40^oC thì thước thép này dài thêm là: \(\Delta l=\alpha l_0\left(t-t_0\right)=1,2.10^{-5}.0,5.\left(40-0\right)=2,4.10^{-4}m=0,00024m\)

Chiều dài của thước thép ở nhiệt độ 40^oC là:

\(0,5+0,00024=0,50024\) m

Tham khảo:

Lợi ích của việc sử dụng than:

+) Than đá là một dạng năng lượng rẻ tiền.

+) Có rất nhiều than ở các mỏ trên khắp thế giới, giúp cung cấp than ổn định.

+) Than đá cũng đáng tin cậy để sản xuất vì đây là một ngành công nghiệp lâu đời.

+) Có thể sản xuất một lượng lớn điện năng bằng than đá, vì vậy nó có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

+) Cơ sở hạ tầng giao thông vận tải để vận chuyển than khắp thế giới đã được thiết lập tốt và đáng tin cậy.

+) Các nhà máy điện than tương đối dễ xây dựng và chúng có thể được xây dựng ở hầu hết mọi nơi.

Nhược điểm của việc sử dụng than:

+) Than tạo ra một lượng lớn khí thải nhà kính, bao gồm cả carbon dioxide, khi đốt trong các nhà máy điện.

+) Quá trình khai thác và vận chuyển than thậm chí còn tạo ra nhiều khí thải nhà kính hơn.

+) Nhiều nước được sử dụng trong sản xuất than đá.

+) Nước thải từ các nhà máy điện than gây ô nhiễm nguồn nước.

+) Các chất thải khác được tạo ra, bao gồm cả chất thải rắn ở dạng tro.

+) Cuối cùng, mặc dù có rất nhiều than nhưng nó là một nguồn tài nguyên hữu hạn, vì vậy nó được coi là một dạng năng lượng không thể tái tạo.