Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 500 gam đường 2l nước ở nhiệt độ 25 °C. Tha vào nhiệt lượng kế một thỏi sắt nặng 2kg sau khi cân bằng nhiệt người ta đo nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 40 °C. Hãy tính nhiệt độ của thỏi sắt trước khi thả vào nước ? (Biết nhiệt dung riêng của nước,nhôm,sắt lần lượt là 4200J/kg.K ,; 880J/kg.K ,; 460J/kg.K. Khối lượng riêng của nước 1000kg/m^3.)Bỏ qua mọi sự mất nhiệt ra môi trường
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
tham khảo
Tóm tắt
m1 = 300g = 0,3kg ; c1 = 900J/kg.K
m2 = 2kg ; c2 = 4200J/kg.K ; t1 = 30oC
m3 = 500g = 0,5kg ; t2 = 120oC ; t3 = 150oC
c3 = 230J/kg.K
t = 35oC
a)Gọi nhiệt độ cân bằng hệ là \(t^oC\)
Nhiệt lượng khối sắt tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=0,4\cdot460\cdot\left(220-t\right)=184\left(220-t\right)J\)
Nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_{thu}=2\cdot4200\cdot\left(25-t\right)=8400\left(25-t\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)
\(\Rightarrow184\left(220-t\right)=8400\left(25-t\right)\Rightarrow t=20,63^oC\)
b)Gọi nhiệt độ cân bằng nhiệt là \(t'^oC\)
Nhiệt lượng hai miếng sắt tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=\left(0,4\cdot460\cdot\left(200-t'\right)\right)+\left(0,2\cdot460\cdot\left(500-t'\right)\right)J\)
\(=184\left(200-t'\right)+92\left(500-t'\right)J\)
Nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_{thu}=2\cdot4200\cdot\left(25-t'\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)
\(\Rightarrow184\left(200-t'\right)+92\left(500-t'\right)=2\cdot4200\cdot\left(25-t'\right)\)
\(\Rightarrow t'=15,66^oC\)
gọi t là nhiệt độ ban đầu của thỏi sắt
đổi 500g = 0,5kg
2 lít = 0,002 (m3)
m = v . D = 0,002 . 1000 = 2 (kg)
nhiệt lượng thu vào để nhiệt lượng kế từ 25oC đến 40oC là :
Q1 = m1 . c1 . \(\Delta t_1\) = 0,5 . 880. ( 40 - 25 ) = 6600 (J)
nhiệt lượng thu vào để nước từ 25oC đến 40oC là:
Q2 = m2 . c2 . \(\Delta t_2\) = 2.4200.(40-25) = 126000 (J)
nhiệt lượng tỏa ra của thỏi sắt từ toC đến 40oC là :
Q3 = m3 . c3 . \(\Delta t_3\) = 2.460.(t-40) = 920t - 36800
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt. ta có :
Q1 + Q2 = Q3
=> 6600 + 126000 = 920t - 36800
=> 132600 = 920t - 36800
=>920t = 169400
=> t = 184,13oC