Dẫn một lượng hơi nước có khối lượng m1= 0,4kg ở nhiệt độ t1= 100*C từ lò hơi vào một bình chứa nước đá có khối lượng m2= 0,8kg ở nhiệt độ t0= 0*CC. Tính khối lượng và nhiệt độ nước ở trong bình khi có sự cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước C= 4200J/kg.độ, nhiệt hoá hơi của nước L= 2,3.10^6J/kg và nhiệt nóng chảy của nước đá = 3,4.10^5J/kg. (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình)
Giúp mik vs
Đáp án:
$m = 1,2kg$
$t \approx 33,33^0C$
Giải thích các bước giải:
Nhiệt lượng mà hơi nước ngưng tụ toả ra là:
$Q_1 = Lm_1 = 0,4.2,3.10^6 = 920 000 (J)$
Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tan hết là:
$Q_2 = \lambda.m_2 = 0,8.3,4.10^5 = 272 000 (J)$
Vì $Q_1 > Q_2$ nên nước đá tan hết và nhiệt độ cân bằng lớn hơn $0^0C$. Gọi nhiệt độ cân bằng của hệ là t.
Nhiệt lượng mà nước ở $100^0C$ toả ra là:
$Q_1 ‘ = m_1.c.(100 – t) (J)$
Nhiệt lượng mà nước ở $0^0C$ thu vào là:
$Q_2 ‘ = m_2.c(t – 0) (J)$
Phương trình cân bằng nhiệt $Q_1 ‘ = Q_2 ‘$ nên:
$m_1.c(100 – t) = m_2.c(t – 0)$
$\to 0,4(100 – t) = 0,8t \to t \approx 33,33$
Vậy khối lượng nước trong bình là
$m = m_1 + m_2 = 1,2 (kg)$
Và nhiệt độ cân bằng:
$t \approx 33,33^0C$