Bỏ 1 miếng kim loại có nhiệt độ 20oC và 1 lượng chất lỏng ở nhiệt độ 100oC thì khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ cuối cùng của chúng là 90oC. Sau đó lấy miếng kim loại ra khỏi chất lỏng cho nó hạ xuống 30oC rồi bỏ trở lại vào chất lỏng trên,( nhiệt độ chất lỏng vốn là 90oC). Hỏi đến khi cân bằng nhiệt nước mới thì nhiệt độ của chúng là bao nhiêu? Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh của chất lỏng
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
tóm tắt:
kim loại; t1=200C,t1'=300C
chất lỏng:t2=1000C,t2'=900C
nhiệt độ cân bằng: t=900C,t'=?0C
GIẢI
gọi: - khối lượng, nhiệt dung riêng của kim loại đó lần lượt là m1, c1
- khối lượng,nhiệt dung riêng của chất lỏng đó lần lượt là m2,c2
phương trình cân bằng nhiệt lần thứ nhất sau khi bỏ miếng kim loại vào chất lỏng là: m1\(\times\)c1\(\times\)(t-t1)=m2\(\times\)c2\(\times\)(t2-t) =>\(\dfrac{m_1\times c_1}{m_2\times c_{2_{ }}}\)=\(\dfrac{t_2-t}{t-t_1}\)=\(\dfrac{100-90}{90-20}\)=\(\dfrac{1}{7}\) (1)
phương trình cân bằng nhiệt lần hai sau khi bỏ miếng kim loại vào chất lỏng là: m1\(\times\)c1\(\times\)(t'-t1')=m2\(\times\)c2\(\times\)(t2'-t')=>\(\dfrac{m_1\times c_1}{m_2\times c_2}\)=\(\dfrac{t_2'-t'}{t'-t_1'}\)=\(\dfrac{90-t'}{t'-30}\) (2)
từ 1 và 2 suy ra \(\dfrac{1}{7}\)=\(\dfrac{90-t'}{t'-30}\)=>t'-30=7\(\times\)(90-t')=>8t'=660=>t'=82.50C
vậy khi có cân bằng thì nhiệt độ của chúng là 82.50C
Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t1 – t)
Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2.c2.(t - t2)
Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 hay m1.c1.(t1 – t) = m2.c2.(t - t2)
Nhiệt dung riêng của kim loại là:
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)