Câu 4:
Cho:
- Nhiệt độ ban đầu của nước trong bình: \( t_1 = 20^\circ C \)
- Nhiệt độ cuối cùng của nước: \( t_2 = 55^\circ C \)
- Khối lượng nước thu được: \( m_{nước} = 368 \, g \)
- Nhiệt dung riêng của nước: \( c = 4,2 \, J/(g.K) \)
- Nhiệt hóa hơi riêng của nước: \( L = 2240 \, J/g \)
- Khối lượng hơi nước ngưng tụ: \( m \, (g) \) (cần tìm)
Giải:
Hơi nước ở 100°C ngưng tụ thành nước ở 100°C, giải phóng nhiệt:
\[
Q_1 = m \times L
\]
Sau đó, nước ngưng tụ hạ nhiệt từ 100°C xuống 55°C, giải phóng nhiệt:
\[
Q_2 = m \times c \times (100 - 55) = m \times 4,2 \times 45
\]
Tổng nhiệt lượng giải phóng do hơi nước ngưng tụ và hạ nhiệt:
\[
Q = Q_1 + Q_2 = m \times L + m \times c \times (100 - 55) = m(L + c \times 45)
\]
Nhiệt lượng này được dùng để làm nóng 368 g nước từ 20°C lên 55°C:
\[
Q = m_{nước} \times c \times (55 - 20) = 368 \times 4,2 \times 35
\]
Bằng nhau:
\[
m (2240 + 4,2 \times 45) = 368 \times 4,2 \times 35
\]
Tính toán:
\[
2240 + 4,2 \times 45 = 2240 + 189 = 2429 \, J/g
\]
\[
368 \times 4,2 \times 35 = 368 \times 147 = 54096 \, J
\]
Do đó:
\[
m = \frac{54096}{2429} \approx 22,27 \, g
\]
**Đáp số:** \( m \approx 22,3 \, g \)
---
Câu 5:
Cho:
- Vận tốc ô tô: \( v = 45 \, km/h = \frac{45 \times 1000}{3600} = 12,5 \, m/s \)
- Công suất cơ học của động cơ: \( P_{cơ} = 30 \, kW = 30.000 \, W \)
- Hiệu suất động cơ: \( \eta = 20\% = 0,2 \)
- Nhiệt lượng tỏa ra khi cháy hết 1 lít xăng: \( Q = 3,5 \times 10^7 \, J \)
a) Công suất nhiệt của động cơ:
\[
P_{nhiệt} = \frac{P_{cơ}}{\eta} = \frac{30.000}{0,2} = 150.000 \, W
\]
b) Công suất nhiệt tiêu thụ ứng với công suất này là 150 kW, tương đương tiêu thụ bao nhiêu lít xăng trên 1 giây?
Nhiệt lượng tiêu thụ trên 1 giây:
\[
Q_{1s} = P_{nhiệt} \times 1 = 150.000 \, J
\]
Khối lượng xăng tiêu thụ trong 1 giây:
\[
V = \frac{Q_{1s}}{Q} = \frac{150.000}{3,5 \times 10^7} \approx 0,00429 \, l/s
\]
Tính lượng xăng tiêu thụ trên 1 giờ:
\[
V_{1h} = 0,00429 \times 3600 = 15,45 \, l/h
\]
c) Tính quãng đường ô tô đi được trong 1 giờ:
\[
s = v \times t = 12,5 \times 3600 = 45.000 \, m = 45 \, km
\]
d) Tiêu thụ xăng trên 100 km:
\[
x = \frac{15,45}{45} \times 100 = 34,33 \, l/100 km
\]
**Kết luận:**
- Công suất nhiệt tiêu thụ: 150 kW
- Tiêu thụ xăng: khoảng 34,3 lít/100 km
---
Nếu bạn cần tôi giải phần nào chi tiết hơn hoặc có câu hỏi khác, hãy cho biết nhé!