Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80 g ở 0^oC vào một cốc nhôm đựng 0,4 kg

Giải SBT Vật lí 10 Bài 38: Sự chuyển thể của các chất

Bài 38.5 trang 92 SBT Vật Lí 10: Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80 g ở 0^oC vào một cốc nhôm đựng 0,4 kg nước ở 20^oC đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng cốc nhôm là 0,2 kg. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết. Cho biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10⁵ J/kg , nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K và của nước là 4180 J/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do truyền ra ngoài.

Lời giải:

Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng m₀ ở t₀ = 0^oC;

còn c₁, m₁, c₂, m₂ là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước đựng trong cốc ở nhiệt độ t₁ = 20^oC.

Nếu gọi t^oC là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì lượng nhiệt do cục nước đá ở t₀ = 0^oC đã thu vào để tan thành nước ở t^oC bằng:

Q = λm₀ + c₂m₀(t - t₀) = m₀(λ + c₂t)

Còn nhiệt lượng do cốc nhôm và lượng nước đựng trong cốc ở t₁ = 20^oC toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới t^oC (với t < t₁) có giá trị bằng :

Q' = (c₁m₂ + c₂m₂)(t₁ - t)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có :

Q' = Q => (c₁m₁ + c₂m₂) (t₁ - t) = m₀(λ + c₂t)

Từ đó suy ra :

$t=\frac{\left(c_1{m}_1+c_2{m}_2\right)t_1-\lambda m_0}{c_1{m}_1+c_2\left(m_0+m_2\right)}$

Thay số: t ≈ 3,7^oC.

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 hay, chi tiết khác:

Bài 38.1 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100 g nước đá ở 0^oC...

Bài 38.2 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm bay hơi 100 g nước ở 100^oC...

Bài 38.3 trang 91 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy cục nước đá khối lượng 50 g...

Bài 38.4 trang 92 SBT Vật Lí 10: Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy 8 kg nhôm ở 20^oC là...

Bài 38.6 trang 92 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt cần cung cấp cho cục nước đá khối lượng 0,2 kg ở -20^oC biến hoàn toàn...

Bài 38.7* trang 92 SBT Vật Lí 10: Người ta thả cục nước đá ở 0^oC vào chiếc cốc bằng đồng khối lượng 0,20 kg đặt ở trong nhiệt lượng kế...

Bài 38.8* trang 92 SBT Vật Lí 10: Một thỏi sắt nóng có khối lượng 350 g và thể tích 45 cm³ được thả vào chiếc cốc...

Bài 38.9 trang 92 SBT Vật Lí 10: Hỏi phải đốt cháy bao nhiêu kilôgam xăng trong lò nấu chảy với hiệu suất 30% để nung nóng...

Bài 38.10 trang 93 SBT Vật Lí 10: Áp suất hơi nước bão hoà ở 25^oC là 23,8 mmHg và ở 30^oC là 31,8 mmHg...