Để đúc các vật bằng thép, người ta phải nấu chảy thép trong lò. Thép đưa vào lò có nhiệt độ \({{\rm{t}}_1} = {20^ \circ }{\rm{C}}\), Để cung cấp nhiệt lượng, người ta đã đốt hết \({{\rm{m}}_{\rm{t}}} = 200{\rm{\;kg}}\) than đá có năng suất tỏa nhiệt là \({{\rm{q}}_{\rm{t}}} = {29.10^6}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\). Cho biết thép có nhiệt nóng chảy \(\lambda = 83,{7.10^3}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\), nhiệt độ nóng chảy là \({{\rm{t}}_2} = {1400^ \circ }{\rm{C}}\), nhiệt dung riêng ở thể rắn là \({\rm{c}} = 0,46{\rm{\;kJ}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\).
a) Hiệu suất của lò là \(60{\rm{\% }}\), có nghĩa là \(60{\rm{\% }}\) nhiệt lượng cung cấp cho lò được dùng vào việc đun nóng thép cho đến khi thép nóng chảy.
b) Nhiệt lượng than đá (toả ra) cung cấp để nấu chảy thép được xác định bởi biểu thức \({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {m_{\rm{t}}}{{\rm{q}}_{\rm{t}}}\).
c) Nhiệt lượng phải nấu chảy thép (thu vào) được xác định bởi biểu thức \({{\rm{Q}}_{{\rm{thu\;}}}} = {\rm{mc}}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda {\rm{m}}\).
d) Khối lượng của mẻ thép bị nấu chảy xấp xĩ bằng 4 tấn.
a) Hiệu suất của lò là \(60{\rm{\% }}\), có nghĩa là \(60{\rm{\% }}\) nhiệt lượng cung cấp cho lò được dùng vào việc đun nóng thép cho đến khi thép nóng chảy.
b) Nhiệt lượng than đá (toả ra) cung cấp để nấu chảy thép được xác định bởi biểu thức \({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {m_{\rm{t}}}{{\rm{q}}_{\rm{t}}}\).
c) Nhiệt lượng phải nấu chảy thép (thu vào) được xác định bởi biểu thức \({{\rm{Q}}_{{\rm{thu\;}}}} = {\rm{mc}}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda {\rm{m}}\).
d) Khối lượng của mẻ thép bị nấu chảy xấp xĩ bằng 4 tấn.
Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng
a) Đúng. Hiệu suất của lò là \(60{\rm{\% }}\), có nghĩa là \(60{\rm{\% }}\) nhiệt lượng cung cấp cho lò được dùng vào việc đun nóng thép cho đến khi thép nóng chảy
b) Đúng. Nhiệt lượng than đá (toả ra) cung cấp để nấu chảy thép \({{\rm{Q}}_{{\rm{toa\;}}}} = {{\rm{m}}_{\rm{t}}}{{\rm{q}}_{\rm{t}}}\)
c) Đúng. Nhiệt lượng phải nấu chảy thép \({{\rm{Q}}_{{\rm{thu\;}}}} = {\rm{mc}}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda {\rm{m}}\)
d) Sai.
Do hiệu suất \(60{\rm{\% }}\) nên \({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {\rm{m}}{{\rm{c}}_1}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda {\rm{m}} = 0,6{{\rm{Q}}_{{\rm{toa\;}}}} \Leftrightarrow {{\rm{m}}_1}{{\rm{c}}_1}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda {{\rm{m}}_1} = 0,6{\rm{\;}}{{\rm{m}}_{\rm{t}}}{{\rm{q}}_{\rm{t}}}\) \( \Rightarrow {\rm{m}} = \frac{{0,6{\rm{m}}{{\rm{q}}_{\rm{t}}}}}{{{{\rm{c}}_1}\left( {{\rm{t}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + \lambda }} = \frac{{0,6 \cdot 200 \cdot 29 \cdot {{10}^6}}}{{0,46 \cdot {{10}^3} \cdot \left( {1400 - 20} \right) + 83,7 \cdot {{10}^3}}} \approx 4843{\rm{\;kg}} \approx 4,8\) tấn.