Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
Qcốc + Qnước = Qthìa
↔ (mcốc.ccốc + mn.cn).(tcb – t1)
= mthìa.cthìa.(t2 – tcb)
↔ [(0,1.880) + (0,3.4,19.103)](t – 20)
= 0,075.380.(100 –t)
Giải ra ta được:
m1=100g=0,1kg
m2=300g=0,3kg
m3=75kg=0,075
gọi t là nhiệt độ cân bằng
\(Q_{tỏa}+Q_{thu}=0\)
\(m_1.c_{Al}.\left(t_1-t\right)+m_2.c_{H_2O}.\left(t_1-t\right)+m_3.c_{Cu}.\left(t_2-t\right)=0\)
\(\Rightarrow t\approx21,66^0C\)
Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng m 0 ở t 0 = 0 ° C ; còn c 1 , m 1 , c 2 , m 2 là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước đựng trong cốc ở nhiệt độ t 1 = 20 ° C. Nếu gọi t ° C là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì lượng nhiệt do cục nước đá ở t 0 = 0 ° C đã thu vào để tan thành nước ở t ° C bằng :
Q = λ m 0 + c 2 m 0 (t - t 0 ) = m 0 ( λ + c 2 t)
Còn nhiệt lượng do cốc nhôm và lượng nước đựng trong cốc ở t 1 = 20 ° C. toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới toC (với t < t 1 ) có giá trị bằng :
Q'= ( c 1 m 1 + c 2 m 2 )( t 1 - t)
Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có :
Q' = Q ⇒ ( c 1 m 1 + c 2 m 2 ) ( t 1 - t) = m 0 ( λ + c 2 t)
Từ đó suy ra :
Thay số : t ≈ 3,7 ° C.
Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt.
Nhiệt lượng do thìa đồng tỏa ra: Q 1 = m 1 c 1 ( t 1 - t )
Nhiệt lượng do cốc nhôm thu vào: Q 2 = m 2 c 2 ( t 2 - t )
Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 3 = m 3 c 3 ( t 3 - t )
Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 + Q 3
⇔ m1c1(t1 - t) = m2c2(t - t2) + m3c3(t - t2)
Thay số:
Khối lượng M của phần nước đá tan thành nước sau khi thả thỏi sắt nóng có nhiệt độ t ° C vào cốc nước đá ở 0 ° C được xác định bởi điều kiện cân bằng nhiệt:
M λ = cmt ⇒ M = cmt/ λ
trong đó λ là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, c là nhiệt dung riêng của thỏi sắt có khối lượng m.
Thay số, ta tìm được :
Gọi V là thể tích ở nhiệt độ t và V 0 là thể tích ở 0 ° C của thỏi sắt. Theo công thức nở khối vì nhiệt, ta có :
V = V 0 (1 + β t)
với β là hệ số nở khối của sắt. Vì khối lượng m của thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D của thỏi sắt ở nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 của nó ở 0oC theo công thức :
D/ D 0 = V 0 /V ⇒ D = m/V = D 0 /(1 + β t)
Từ đó suy ra nhiệt độ t của thỏi sắt trước khi thả nó vào cốc nước đá :
t = ( D 0 V - m)/m β
Thay số ta tìm được:
Nhiệt lượng tỏa ra:
Q C u = m C u . C C u t 2 − t = 75 1000 .380. 100 − t = 2850 − 28 , 5 t J
Nhiệt lượng thu vào:
Q H 2 O = m H 2 O . C H 2 O ( t − t 1 ) Q A l = m A l . C A l ( t − t 1 ) ⇔ = 300 1000 .4190. ( t − 20 ) = 1257. t − 25140 = 100 1000 .880. ( t − 20 ) = 88. t − 1760
Q t o a = Q t h u ↔ 2850 − 28 , 5 t = 1257. t − 25140 + 88. t − 1760 → t = 21 , 7 0 C
Đáp án: A