Đáp án đúng:
Phương pháp giải:
+ Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra/thu vào: \(Q = m.c.\Delta t\) + Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\) + Phân tích các lực tác dụng, chiếu lên các trục tọa độ.Giải chi tiết:1, Gọi t là nhiệt độ cân bằngNhiệt lượng 800g nước thu: \({Q_2} = {m_2}{c_2}\Delta {t_2} = 0,8.4200\left( {t - 20} \right) = 3360t - 67200\)(J)Nhiệt lượng thanh sắt tỏa: \({Q_1} = {m_1}{c_1}\Delta {t_1} = {D_1}{V_1}{c_1}\Delta {t_1}\)\( \Rightarrow {Q_1} = {7800.300.10^{ - 6}}.460\left( {100 - t} \right) = 107640 - 1076,4t\,\,\left( J \right)\) Hiệu suất của quá trình là 80% = 0,8 nên:\(\frac{{3360t - 67200}}{{107640 - 1076,4t}} = 0,8 \Rightarrow t = 36,{32^0}C\)2, Giả sử nước không tràn ra ngoài, thanh sắt chạm đáy nên coi lượng nước đó có thể tích \(800c{m^3}\), diện tích đáy \(40 - 10 = 30c{m^2}\) suy ra chiều cao nước là \(\frac{{800}}{{30}} = 26,67 > 25 = \frac{{{V_0}}}{{{S_0}}}\) nên nước tràn ra ngoài, giả thiết ban đầu sai.Khi đó, chiều cao nước bằng chiều cao bình: \({h_0} = \frac{{{V_0}}}{{{S_0}}} = 25cm\)suy ra chiều dài thanh sắt ngập trong nước là \({h_0} = 25cm\)Các lực tác dụng vào thanh sắt: \({m_1}\overrightarrow g + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_A}} = \overrightarrow 0 \)Chiếu các lực theo phương thẳng đứng: \(\begin{array}{l}N = {m_1}g - {F_A} = {D_1}g{V_1} - {D_2}g{S_1}{h_0}\\ \Rightarrow N = {7800.10.300.10^{ - 6}} - {1000.10.10.10^{ - 4}}0,25 = 20,9N\end{array}\)Do đó lực thanh sắt tác dụng lên đáy bình là 20,9 N.
