Một xô có chứa M = 6,8 kg hỗn hợp nước và nước đá. Sự thay đổi của nhiệt độ của hỗn hợp theo thời gian được biểu diễn bằng đồ thị hình bên. Lấy gần đúng nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,{4.10^5}\,{\rm{J/kg}}.\) Cho rằng sự hấp thụ nhiệt từ môi trường là đều. Hãy xác định các phát biểu sau là đúng hay sai:
a) Tại điểm A trên đồ thị, toàn bộ nước đá ở trong xô đã tan hết.
b) Trong 50 phút đầu tiên, xô nước đá không hấp thụ nhiệt từ môi trường.
c) Khối lượng nước ban đầu trong xô là 4,7kg.
d) Khối lượng nước đá còn lại ở thời điểm 20 phút là 0,84 kg.
a) Tại điểm A trên đồ thị, toàn bộ nước đá ở trong xô đã tan hết.
b) Trong 50 phút đầu tiên, xô nước đá không hấp thụ nhiệt từ môi trường.
c) Khối lượng nước ban đầu trong xô là 4,7kg.
d) Khối lượng nước đá còn lại ở thời điểm 20 phút là 0,84 kg.
Vận dụng kiến thức về sự chuyển thể
a) Đúng.
b) Sai. Xô nước đã vẫn hấp thụ nhiệt cho quá trình tan chảy của nước đá.
c) Đúng.
Ta gọi: \(M = {m_1} + {m_2} = 6,8\).
\({m_1}\): Khối lượng nước đá ban đầu trong xô.
\({m_2}\): Khối lượng nước (lỏng) ban đầu trong xô.
Nhiệt lượng cung cấp từ phút 50 đến phút 60 để làm M nước tăng nhiệt độ từ 0 đến \({3^0}C\) :
\(Q = M.c\Delta T = 6,8.4200.5 = 142800\;J\). ( trong 10 phút cuối )
Nhiệt lượng cung cấp từ phút 0 đến phút 50 để làm \({m_1}\) nước đá tan ra nước ở \({0^0}C\) :
\(\begin{array}{l}{Q_1} = {m_1}.\lambda = 5.Q = 5.142800\;J\\ \Rightarrow {m_1} = \frac{{5.Q}}{\lambda } = \frac{{5.142800}}{{3,{{4.10}^5}}} = 2,1kg \Rightarrow {m_2} = 6,8 - {m_1} = 10 - 2,1 = 4,7kg\end{array}\)
Vậy: \({m_1}\): Khối lượng nước đá ban đầu trong xô là 2,1 kg.
\({m_2}\): Khối lượng nước (lỏng) ban đầu trong xô là 4,7 kg
d) Sai. Do sự hấp thụ nhiệt từ môi trường là đều nên 20 phút đầu nhiệt lượng hấp thụ \(Q' = 2.Q\)
Khối lượng nước đá đã tan sau 20 phút đầu: \(Q' = 2.Q = m'.\lambda = 2.142800\;J \Rightarrow m' = \frac{{2.Q}}{\lambda } = \frac{{2.142800}}{{3,{{4.10}^5}}} = 0,84kg\)
Khối lượng nước đá còn lại ở thời điểm phút thứ 20 : 2,1-0,84=1,26 kg.
Danh sách bình luận