Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
do lưu lượng giữa 2 vòi là như nhau 20lit/phút nên thể tích nước chảy ra cũng như nhau \(=>\)khối lượng nước chảy vào bể như nhau
đổi 100 lít=100kg
\(=>Qtoa1=m.Cn.\left(70-45\right)=m.4200.25\left(J\right)\)
\(=>Qtoa2=100.Cn.\left(60-45\right)=100.\text{4200.15(J)}\)
\(=>Qthu=m.Cn.\left(45-10\right)=m.4200.35\left(J\right)\)
\(=>Qtoa1+Qtoa2=Qthu\)
\(=m.4200.25+100.4200.15=m.4200.35=>m=150kg\)\(=150lit\)
=>thời gian 2 vòi chảy là \(\dfrac{150}{20}=7,5phut\)
Ta có: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow36-t_1=t_2-36\)
\(\Rightarrow36-t_1=2t_1-36\) \(\Leftrightarrow t_1=24^oC\) \(\Rightarrow t_2=48^oC\)
Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C
Mực nước dâng cao thêm 2cm => chứng tỏ có 1 phần nước bị đông đặc
gọi x là chiều cao phần nước bị đông đặc ta có tcb=0 độ C
m=D1.S.x=D2.S.(x+\(\Delta h\))=>x=6.10-3m ( ten làm theo Dn=1200kg/m3 chứ thực tế thì Dn=1000kg/m3 nhé )
ptcnb
Q tỏa = QThu
=> Q1+Q2=Q3=> D1.S.c1.h2 .(4-0)+\(\curlywedge.S.D1.x\)=c2.S.h1.D2.(0-t2)
=>1200.4200.0,1.4+\(\curlywedge.1200.6.10^{-3}=2100.0,4.900.\left(0-t2\right)=>t2=\dfrac{-124}{21}\)
Vậy nhiệt độ ban đầu của nước đá là \(\dfrac{-124}{21}\) độ C
Đáp án: B
- Nhiệt lượng toả ra của m1 kg nước để hạ nhiệt độ tới 0 0 C là :
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 0 0 C là:
- So sánh Q t h u và Q t ỏ a ta thấy Q 1 > Q 2 . Vậy nước đá bị nóng chảy.
- Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :
- So sánh ta thấy Q 1 < Q 2 + Q 3 . Vậy nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn.
Vậy nhiệt độ cân bằng là t = 0 0 C .
Tóm tắt:
h1 = 40cm = 0,4m ; t1 ; c1 = 2000J/kg.K ; D1 = 900kg/m3
h2 = 10cm = 0,1m ; t2 = 4oC ; c2 = 4200J/kg.K ; D2 = 1000kg/m3
\(\Delta h=0,2cm=0,002m\); \(\lambda\) = 3,4.105J/kg
________________________________________________________
t1 = ?
Giải
Do khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng nên khi đổ nước lỏng vào nước đá mà độ cao mực nước khi cân bằng nhiệt cao hơn lúc mới đổ thì có nghĩa là một phần nước lỏng đã bị động đặc lại vì khối lượng nước vẫn giữ nguyên mà khối lượng riêng của nước giảm thì thể tích nước tăng.
Gọi tiết diện ống 1 là S, chiều cao phần nước lỏng sẽ bị đông đặc là h, sau khi đông đặc thì phần nước này chuyển thành nước đá và có chiều cao \(h+\Delta h\)
Do khối lượng phần nước đá sau khi đông đặc bằng với khối lượng phần nước lỏng trước khi đông đặc nên:
\(S\left(h+\Delta h\right).D_1=S.h.D_2\\ \Rightarrow\left(h+\Delta h\right).D_1=h.D_2\\ \Rightarrow h=\dfrac{D_1.\Delta h}{D_2-D_1}=\dfrac{900.0,002}{1000-900}=0,018\left(m\right)\)
Do khi đổ nước lỏng vào ống 1, một phần nước lỏng đã bị đông đặc và nước lỏng chưa bị đông đặc hết nên nhiệt độ cân bằng của hai nước là 0oC.
Nhiệt lượng nước lỏng cần tỏa ra để hạ nhiệt độ xuống 0oC là:
\(Q_1=S.h_2.D_2.c_2.\left(t_2-0\right)\)
Lúc này nước lỏng đã ở 0oC và có một phần nước đông thành đá, nhiệt lượng phần nước lỏng cao h cần tỏa ra để đông đặc thành nước đá ở 0oC là:\(Q_2=S.D_2.h.\lambda\)
Nhiệt lượng nước đá trong ống cần thu vào để tăng nhiệt độ từ t1 lên 0oC là:
\(Q_3=S.h_1.D_1.c_1\left(0-t_1\right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt thì nhiệt lượng nước lỏng tỏa ra để hạ nhiệt độ xuống 0oC và đông đặc bằng nhiệt lượng nước đá thu vào.
\(\Rightarrow Q_1+Q_2=Q_3\\ \Rightarrow S.h_2.D_2.c_2\left(t_2-0\right)+S.h.D_2.\lambda=S.h_1.D_2.c_1\left(0-t_1\right)\\ \Rightarrow h_2.D_2.c_2.\left(t_2-0\right)+h.D_2.\lambda=h_1.D_1.c_1.\left(0-t_1\right)\\ \Rightarrow t_1=\dfrac{h_2.D_2.c_2\left(t_2-0\right)+h.D_2.\lambda}{-h_1.D_1.c_1}\\ \Rightarrow t_1=\dfrac{0,1.1000.4200.\left(4-0\right)+0,018.1000.3,4.10^5}{-0,4.900.2000}\approx-10,833\left(^oC\right)\)
Vậy nhiệt độ ban đầu của nước đá là -10,833oC
Sau khi cân bằng nhiệt, tồn tại cả nước và nước đá nên nhiệt độ khi cân bằng là 00C. Thể tích chất trong ống tăng là do tăng thể tích của lượng nước đã hóa đá. Gọi khối lượng của lượng nước này là m. Ta có:
\(\frac{m}{800}-\frac{m}{1000}=5.10^{-6}\left(m^3\right)\Rightarrow m=0,2\left(kg\right)\) (1)
Gọi khối lượng nước trong ống lúc đầu là m0. Lượng nhiệt tỏa ra do nước hạ nhiệt độ từ 300C xuống 00C và nóng chảy là:
\(Q_{tỏa}=4200m_o\left(30-0\right)+0,02.3,3.10^5\) 
.
Lượng nhiệt thu vào là do rượu thu để tăng nhiệt độ từ -100C lên 00C:
\(Q_{thu}=2500.1\left[0-\left(-10\right)\right]=25000\)
Giải phương trình cân bằng nhiệt: Qtoa = Qthu ta suy ra m0 = 0,146kg
Thể tích nước trong ống sau khi cân bằng nhiệt là:
\(V=\frac{m_o-m}{D_n}=0,000126m^3=125\left(cm^3\right)\)
Sau khi cân bằng nhiệt, tồn tại cả nước và nước đá nên nhiệt độ khi cân bằng là 00C. Thể tích chất trong ống tăng là do tăng thể tích của lượng nước đã hóa đá.
\(m=\frac{m}{800}-\frac{m}{1000}=5.10^{-6}m^3=0,02kg\left(1\right)\)
Gọi khối lượng nước trong ống lúc đầu là m0
Lượng nhiệt tỏa ra do nước hạ nhiệt độ từ 300C xuống 00C và nóng chảy:
\(Q_{tỏa}=4200.m_0\left(30-0\right)+0,02.3,3.10^5\)
Lượng nhiệt thu vào do rượu thu để tăng nhiệt độ từ -100C lên 00C:
\(Q_{thu}=2500.1.\left[0-\left(-10\right)\right]\)
PT cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu ⇒ m0 = 0,146kg
Thể tích nước trong ống sau khi cân bằng nhiệt:
\(V=\frac{m_0-m}{D_{nước}}=\frac{0,146-0,02}{1000}=0,000126m^3\)
Theo PT cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu}=Q_{toả}\\ \Leftrightarrow m.c.\left(t-t_1\right)=m.c.\left(t_2-t\right)\\ \Leftrightarrow35-t_1=2,5t_1-35\\ \Leftrightarrow3,5t_1=70\\ \Leftrightarrow t_1=20^oC\\ \Rightarrow t_2=2,5t_1=2,5.20=50^oC\)
Q của cái bình sứ:
Qthu=m1.c1.(t-t1)=22,75.c1 J
Q của nước là:
Qtoa=m2.c2.(t2-t)=0,3.4200.(90-75,5)=18270 J
Ta có Qthu=Qtoa => 22,75.c1=18270 => c1≈803,1 J/kg.K
Nên Csu≈803,1 J/kg.K
Gọi lưu lượng nước chảy trong các vòi là J1; J2.
Lưu lượng nước vòi trộn là J. Ta có: J = J1 + J2.
Nhiệt lượng vòi nóng tỏa ra truyền cho vòi lạnh, theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(m_1c\left(t-t_1\right)=m_2c\left(t_2-t\right)\)
\(\Rightarrow m_1\left(t-t_1\right)=m_2\left(t-t_2\right)\)\(\Rightarrow\frac{m_1}{\Delta t}\left(t-t_1\right)=\frac{m_2}{\Delta t}\left(t_2-t\right)\)
\(\Rightarrow J_1\left(t-t_1\right)=J_2\left(t_2-t\right)\Rightarrow t=\frac{J_1t_1+J_2t_2}{J_1+J_2}\)
Nếu mở hoàn toàn cả 2 van thì lưu lượng nước trong vòi trộn sẽ là 2J0 với nhiệt độ:
\(t_0=\frac{t_1+t_2}{2}=30^0C\)