Bài 4: Một bình nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở 8,4°C. Người ta thả vào một miếng kim loại có khối lượng 192g đã được nung nóng tới 100°C. Nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt là 21,5°C.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Tóm tắt:
\(m_1=128g=0,128kg\)
\(m_2=210g=0,21kg\)
\(t_{1,2}=8,4^oC\)
\(m_3=192g=0,192kg\)
\(t_3=100^oC\)
\(t=21,5^oC\)
\(c_1=0,128.10^3J/kg.K\)
\(c_2=4,18.10^3J/kg.K\)
==========
\(c_3=?J/kg.K\)
Nhiệt lượng mà nước và nhiệt lượng kế thu vào:
\(Q_{1,2}=\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right)\left(t-t_{1,2}\right)\)
\(\Leftrightarrow Q_{1,2}=\left(0,128.0,128.10^3+0,21.4,18.10^3\right).\left(21,5-8,4\right)=11713,8104J\)
Nhiệt dung riêng của kim loại:
Theo pt cân bằng nhiệt:
\(Q_{1,2}=Q_3\)
\(\Leftrightarrow11713,8104=m_3.c_3.\left(t_3-t\right)\)
\(\Leftrightarrow c_3=\dfrac{11713,8104}{m_3.\left(t_3-t\right)}\)
\(\Leftrightarrow c_3=\dfrac{11713,8104}{0,192.\left(100-21,5\right)}\)
\(\Leftrightarrow c_3=777,19J/kg.K\)
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là
0,128.103 J(kg.K).
Hướng dẫn giải.
Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và nước thu vào :
Qthu = Q1 + Q2 = (m1c1 + m2c2)(t – t1).
Nhiệt lượng mà miếng kim loại tỏa ra :
Qtỏa = Q3 = m3c3. ∆t3 = m3c3 (t3 – t).
Trạng thái cân bằng nhiệt :
Q1 + Q2 = Q3.
⇔ (m1c1 + m2c2)(t – t1) = m3c3. ∆t3 = m3c3 (t3 – t).
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{m_1c_1+m_2c_2\left(t-t_1\right)}{m_3\left(t_3-t\right)}\)
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{\left(0,128.0,128+0,21.4,18\right).\left(21,5-8,4\right)10^3}{0,192.\left(100.21,5\right)}\)
=> c3 = 0,78.103 J/kg.K
Gọi t1=8,40C - nhiệt độ ban đầu của bình nhôm và nước trong bình nhôm
t2=1000C - nhiệt độ của miếng kim loại
t=21,50C - nhiệt độ khi cân bằng của hệ
Ta có:
Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra:
Q K L = m K L . c K L t 2 − − t = 0 , 192. c K L . 100 − 21 , 5 = 15 , 072 c K L
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào
Q N L K = m N L K . c N L K t − − t 1 = 0 , 128.0 , 128.10 3 . 21 , 5 − 8 , 4 = 214 , 63 J
Q H 2 O = m H 2 O . c H 2 O t − − t 1 = 0 , 21.4 , 18.10 3 . 21 , 5 − 8 , 4 = 11499 , 18 J
Tổng nhiệt lượng thu vào:
Q t h u = Q N L K + Q H 2 O = 214 , 63 + 11499 , 18 = 11713 , 81 J
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Q t o a = Q t h u ⇔ 15 , 072 c K L = 11713 , 81 ⇒ c K L = 777 , 19 J / k g . K
Đáp án: C
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1 = m1.c1. Δt1
Nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế đồng thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.Δt2
Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3 = m3.c3.Δt3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2).Δt1 = m3.c3.Δt3
Thay số ta được: (lấy cnước = c1 = 4,18.103 J/(kg.K) )
(0,21.4,18.103 + 0,128.0,128.103).(21,5 – 8,4) = 0,192.c3.(100 – 21,5)
→ c3 = 0,78.103 J/(kg.K)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là 0,78.103 J/(kg.K)
Áp dụng công thức :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow\left(c_1m_1+c_2m_2\right)\left(t-t_1\right)=c_3m_3\left(t_3-t\right)\)
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{\left(c_1m_1+c_2m_2\right)\left(t-t_1\right)}{m_3\left(t_3-t\right)}\)
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{\left(4190.0,21+128.0,128\right)\left(21,5-8,4\right)}{0,192\left(100-21,5\right)}=779J./kg.K\)
Chọn B.
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q1 = m1.c1. Δt1
Nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế đồng thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.Δt2
Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:
Q3 = m3.c3.Δt3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2).Δt1 = m3.c3.Δt3
Thay số ta được: (lấy cnước = c1 = 4,18.103 J/(kg.K) )
(0,21.4,18.103 + 0,128.0,128.103).(21,5 – 8,4) = 0,192.c3.(100 – 21,5)
→ c3 = 0,78.103 J/(kg.K)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại là 0,78.103 J/(kg.K)
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào lần lượt là:
Q1 = m1.c1.(t – t1) = 0,128.380.(21,5 – 8,4) = 637,184J
Q2 = m2.c2.(t – t2) = 0,24.4200.(21,5 – 8,4) = 13204,8J
Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra:
Q3 = m3.c3.(t3 – t) = 0,192.c3.(100 – 21,5) = 15,072.c3 (J)
Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:
Q3 = Q1 + Q2 (1)
↔ 637,184 + 13204,8 = 15,072.c3
→ c3 = 918J/kg.K
Hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và sắt vì cả hai chất có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918J/kg.K
Đáp án: D
Phương trình cân bằng nhiệt:
(mdcd + mncn).(t – t1) = mklckl(t2 – t)
Đề bảo tính gì vậy bạn ?