Người ta cho vào nhiệt lượng kế một hỗn hợp

Câu hỏi :

Người ta cho vào nhiệt lượng kế một hỗn hợp m1 = 2 kg nước ở nhiệt độ t1 = 25°C và m2 = 1kg nước đá ở nhiệt độ t2 = -20°C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh và nhiệt dung của nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt độ cân bằng t của hỗn hợp khi đó? Biết nhiệt dung riêng của nước, của nước đá và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là C1 = 4,2 kJ/kg.K; C2 = 2,1 kJ/kg.K và λ = 340 kJ/Kg.

A. 30°C

B. 20°C

C. 0°C

D. 10°C

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

- Nhiệt lượng toả ra của m1 kg nước để hạ nhiệt độ tới 0°C là :

   Q1 = C1m1(t1 - 0) = 4,2.2 (25 - 0) = 210 (kJ).

- Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 0°C là:

   Q2 = C2m2(0 - t2) = 2,1.1. [ 0 – (-20)] = 42(kJ)

- So sánh Qthu và Qtoả ta thấy Q1 > Q2. Vậy nước đá bị nóng chảy.

- Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :

   Q3 = λ.m2 = 340.1 = 340 (kJ)

- So sánh ta thấy Q1 < Q2 + Q3 . Vậy nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn.

- Vậy nhiệt độ cân bằng là 0°C.

Copyright © 2021 HOCTAP247