Giải bài 1 trang 270 – Bài 55 - SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao

Thả một cục đá có khối lượng 30 g ở \( {{0}^{0}}C \) vào cốc nước chứa 0,2 \(l\) nước ở \( {{20}^{0}}C . \) Bỏ qua nhiệt dung của cốc. Hỏi nhiệt độ cuối của cốc nước ?

A. \( {{0}^{0}}C . \)B. \( {{5}^{0}}C . \)C. \( {{7}^{0}}C . \)D. \( {{10}^{0}}C . \)
Cho biết : \( {{c}_{\text{nước}}}=4,2\text{ J/g}\text{.K; }{{\rho }_{\text{nước}}}=1\text{ g/c}{{\text{m}}^{3}};\text{ }{{\lambda }_{\text{nước đá}}}=334\text{ J/g}\text{.} \)
Lời giải:

Gọi t là nhiệt độ cuối của cốc nước (\( {{0}^{0}}C \)).

Lượng nhiệt thu để nóng chảy 30 g đá :

\( {{Q}_{2}}=\lambda {{m}_{2}}=334.30=10020\text{ }\left( J \right) \)

Lượng nhiệt thu để nâng nhiệt độ của 30 g nước ở \( {{0}^{0}}C \) đến t :

\( Q_{2}^{'}={{m}_{2}}ct=30.4,2t \)

Lượng nhiệt tỏa ra từ \( 0,2\text{ }\left( l \right)\text{ = 200 }\left( g \right) \) nước ở \( {{20}^{0}}C \)  để giảm nhiệt độ đến t :

\( {{Q}_{1}}={{m}_{1}}c\left( 20-t \right)=200.4,2.20-200.4,2t=16800-840t\text{ }\left( J \right) \)

Khi đạt cân bằng thì :

\( \begin{align} & {{Q}_{1}}={{Q}_{2}}+Q_{2}^{'}\Leftrightarrow 16800-840t=10020+126t \\ & t\approx {{7}^{0}}C \\ \end{align} \) 

 

Ghi nhớ :

Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc