- Sự nở vỡ nhiệtcủa chất (nước nở đặc biệt :dưới O0C lạnh nở ra) V= S.h
3. Bài toỏn tổng hợp từ cỏc bài toỏn nhiệt, cơ, điện cho học sinh lớp
Dạng 1: Bài toỏn kết hợp cơ- nhiệt
Vớ dụ1: Trong một bỡnh đậy kớn cú cục nước đỏ khối lượng M = 0,1kg nổi trờn mặt nước trong nú cú một viờn chỡ khối lượng m = 5g. Hỏi phải tốn một lượng nhiệt bằng bao nhiờu, để miếng chỡ – đỏ bắt đầu chỡm xuống nước.
Dchỡ là 11,3g/cm3, Dnước là 0,9g/ cm3, nước đỏ λ = 3,4.105J/Kg. Nhiệt độ nước trong bỡnh là 00C.
Định hướng:
Để hỗn hợp đỏ chỡ bắt đầu chỡm thỡ điều kiện cần cú là gỡ (Dđc ≥ Dnc)
.Gọi M1 là k/lượngcũn lại của cục nước đỏ khi bắt đầu chỡm, +Điều kiện để chỡm là:
Trong đú V: Thể tớch cục nước đỏ và chỡ Dn:Khối lượng riờng của nước
Chỳ ý : Dd là khối lượng riờng của nước đỏ Dc: khối lượng riờng của chỡ
Do đú M1 + m ≥ D . ( )
Suy ra M1 ≥ m => Khối lượng nước đỏ phải tan: ∆M ≥M – M1 = 59g
Lượng nhiệt cần thiết: Q ≥ ∆M ≈ λ. ∆M ≈ 2.105J
M +m1V V ≥ Dnc M1 D d m D c + (Dc – Dn ) D c ( Dn- D d).D c = 41g
26
Ví dụ 2:
Thả một 1kg nước đá ở -30 0C vào một bình chứa 20 kg nước ở 480 C a)Xác định nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt
b) Sau đó, thả vào bình thêm một miếng nước đá khác ở 0 0 C( gồm một mẩu chì 10 g ở giữa, 200g nước đá ở ngoài) Cần bao nhiêu nước ở 10 0 C vào bình để mẩu đá- chì bắt đầu chìm ?
*Lưu ý:
Nhiệt độ cuối của hệ cần tỡm chưa thể chắc chắn là nước đỏ cú tan hết hay khụng nờn cần lưu ý học sinh dự đoỏn cỏc tỡnh huống cú thể xảy ra.
Liệu nước đỏ cú tan hết khụng?,
* Định hướng : Hướng dấn cỏc em đề xuất cỏc tỡnh huống.
-Trường hợp 1: Nếu nước đỏ khụng tan hết thỡ mỗi loại nước trong hệ sẽ phải trải qua quỏ trỡnh vật lý nào? Khi đú nhiệt độ cuối của hệ là ? ( O 0C)
-Trường hợp 2: Nếu nước đỏ tan hết rồi tăng đến t0 thỡ cỏc quỏ trỡnh vật lý diễn ra thế nào với từng vật?
-Hướng dẫn học sinh gọi phần nhiệt lượng tỏa hoặc thu ở quỏ trỡnh vật lý chưa biết cú xảy ra hay khụng là X.
+Nếu X >0 thỡ quỏ trỡnh xảy ra đỳng như dự đoỏn và ngược lại Từ đú hướng dấn cỏc em vẽ sơ đồ nhiệt và phương trỡnh cõn bằng.
27
Ví dụ 3: (bài tập thực tế kết hợp cả sự chuyển thể và sự cân bằng của vật trong chất lỏng)
Trong một bình có một viên nước đá nổi ,ban đầu hệ ở 00 C(hình 1)Khi khối nước đá tan hết,mực nước trong bình thay đổi thế nào?