Question

Người ta thả 1 kg nước đá ở nhiệt độ  300 C vào một bình chứa 2kg nước ở nhiệt độ 480 C .
a. Xác định nhiệt độ của hỗn hợp khi cân bằng nhiệt.
b. Sau đó người ta thả vào bình một cục nước đá khác gồm một mẩu chì ở giữa có khối lượng
10 gam và 200 gam nước đá bao quanh mẩu chì. Cần rót vào bình bao nhiêu nước ở nhiệt độ 100 C để
cục đá chứa chì bắt đầu chìm?
Cho: Cnd = 2100J / kg  K , Cn = 4200J / kgK , nd = 340000J / kg, Cch = 130J / kgK,
Dnd = 900kg / m3, Dn = 1000kg / m3, Dch = 11500kg/m3. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa bình và môi trường

Answer 1

a) Nhiệt lượng thu vào để nóng chảy bình nước đá(\(0^oC\)):  \(Q_1=m_1c_1\left(0-t_1\right)+m_1\lambda=1\cdot2100\cdot30+1\cdot340000=403000J\)

    Nhiệt lượng nước đá tỏa ra để hạ nhiệt độ xuống \(0^oC\):

   \(Q_2=m_2c_2\left(t_2-0\right)=2\cdot4200\cdot\left(48-0\right)=403200J\)

     \(\Rightarrow Q_2>Q_1\),ta có nhiệt độ chung khi cân bằng nhiệt:

   Nhiệt lượng 1kg nước thu vào:

   \(Q'_1=m_1c_2\left(t-0\right)=4200t\left(J\right)\)

   Nhiệt lượng 2kg nước tỏa ra: \(Q'_2=m_2c_2\left(t_2-t_1\right)=2\cdot4200\cdot\left(48-t\right)=403200-8400t\left(J\right)\)

  Cân bằng nhiệt:

  \(Q_1+Q'_1=Q'_2\Rightarrow40300+4200t=403200-8400t\)

   \(\Rightarrow t=0,016^oC\)

Vậy nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là \(t=0,016^oC\)