Vật lý lớp 9 HSG

Question

Một bình có dung tích 1dm³ đựng 800g nước ở 20⁰C, người ta thả vào đó một cục sắt đặc có thể tích 500cm³ở 100⁰C. Cục sắt ngập hoàn toàn trong nước. Hãy tính:

a) Nhiệt độ của hệ khi có cân bằng nhiệt. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.

Cho: Nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của sắt và nước tương ứng là 460J/kg.K; 7800kg/m³ và 4200J/kg.K; 1000kg/m³.

b) Áp lực của cục sắt tác dụng lên đáy bình?

Answer 1

a/ Khi thả cục sắt có V1 = 500  vào bình, có 1 lượng nước tràn ra và thể tích phần nước còn lại là:  

Khối lượng nước có trong bình là:

 m2 = V2 . D2 = 500 . 1 = 500(g) = 0,5 kg

Khối lượng cục sắt là: 

 m1 = V1. D1 = 500 . 7,8 = 3900 (g) = 3,9kg

Vì H = 80% = 0,8 nên: Qthu = 0,8 Qtoả

c2 m2 ( t – t2) = 0,8 c1 m1 (t1 – t)

4200.0,5.(t – 20 ) = 0,8.460. 3,9 (100 – t )

 Biến đổi và tính được t 52,50 C

 b/ Cục sắt nằm yên, áp lực tác dụng lên đáy bình:

 F = P - FA = 10m1 – dn.V1 = 10. 3,9 – 10000. 0,0005 = 34 (N)

 Vậy áp lực của cục sắt tác dụng lên đáy bình là: 34N