Một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 0.1kg chứa 0.5kg nước ở 20°C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế nói trên một thỏi đồng có khối lượng 0.2kg đã được nung nóng đến 200°C. Xác định nhiệt độ cuối cùng của cae hệ thống. Cho nhiệt dung riêng của đồng và nước là 380J/kg.K và 4200J/kg.K
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án: D
- Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào:
- Nhiệt lượng nước thu vào:
- Nhiệt lượng đồng tỏa ra:
- Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q = Q 1 + Q 2
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:
\(Q_{1,2}=Q_3\)
\(\Leftrightarrow11713,8104=m_3.c_3.\left(t_3-t\right)\)
\(\Leftrightarrow c_3=\dfrac{11713,8104}{m_3.\left(t_3-t\right)}\)
\(\Leftrightarrow c_3=\dfrac{11713,8104}{0,192.\left(100-21,5\right)}\)
\(\Leftrightarrow c_3=777,19J/kg.K\)
Áp dụng công thức :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow\left(c_1m_1+c_2m_2\right)\left(t-t_1\right)=c_3m_3\left(t_3-t\right)\)
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{\left(c_1m_1+c_2m_2\right)\left(t-t_1\right)}{m_3\left(t_3-t\right)}\)
\(\Rightarrow c_3=\dfrac{\left(4190.0,21+128.0,128\right)\left(21,5-8,4\right)}{0,192\left(100-21,5\right)}=779J./kg.K\)
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
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 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 độ cuối cùng của hệ khi cân bằng nhiệt là:
\(Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=0\)
\(=m_1c_1\left(t-t_1\right)+m_2c_2\left(t-t_2\right)+m_3c_3\left(t-t_3\right)+m_4c_4\left(t-t_4\right)=0\)
\(=1.380.\left(t-100\right)+0,5.880.\left(t-50\right)+0,4.460.\left(t-40\right)+2.4200.\left(t-40\right)=0\)
\(=380\left(t-100\right)+440\left(t-50\right)+184\left(t-40\right)+8400\left(t-40\right)=0\)
\(=380t-38000+440t-22000+184t-7360+8400t-336000=0\)
\(=9404t-403360=0\)
\(\Leftrightarrow9404t=403360\)
\(\Leftrightarrow t=\dfrac{403360}{9404}\approx43^oC\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt , ta có :
Q1 + Q2 = Q3
⇔ m1.C1.( t - t1 ) + m2.C2.( t - t2) = m3C3.( t3 - t)
⇔ 0,1.380.( t - 20 ) + 0,5.4200.( t - 20) = 0,2.380( 200 - t)
⇔ 38t - 760 + 2100t - 42000 = 15200 - 76t
⇔ 2214t = 57960
⇔ t = 26 , 18oC
Tóm tắt:
mđồng1 = 0,1kg
mnước = 0,5kg
mđồng2 = 0,2kg
to1nước = to1đồng1 = 20oC
to1đồng2 = 200oC
cđồng = 380J/Kg.K
cnước = 4200J/Kg.K
to2nước = to2đồng1 = to2đồng2 = x?
Bài làm:
Qtỏa = Qthu
⇔mđồng2.cđồng.Δtđồng2 = mnước.cnước,Δtnước + mđồng1.cđồng.Δtđồng1
⇔0,2.380.(200 - x) = 0,5.4200.(x - 20) + 0,1.380.(x - 20)
⇔15200 - 76x = 2100x - 42000 + 38x - 760
⇔- 76x - 2100x - 38x = - 760 - 42000 - 15200
⇔- 2214x = -57960
⇔x = \(\dfrac{3220}{123}\) oC.
Vậy nhiệt độ cuối cùng của hệ thống là \(\dfrac{3220}{123}\)oC.
#Netflix