Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m(kg) ở nhiệt độ t1 = 230C, cho vào nhiệt lượng kế một khối lượng m(kg) nước ở nhiệt độ t2 . Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 90C . Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác ( không tác dụng hóa học với nước ) ở nhiệt độ t3= 45 độ C , khi có cân bằng nhiệt lần hai , nhiệt độ của hệ giảm 10 độ C so với nhiệt độ cân bằng nhiệt lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế , biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c1 = 900J/kg.K và c2 = 4200J/kg.K . Bỏ qua mọi mất nhiệt khác.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C
Phương trình cân bằng nhiệt khi thêm khối kim loại vào nước:
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Leftrightarrow2m_1c_n\left(t'-t\right)=m_3c_{kl}\left(t_3-t'\right)\)
\(\Leftrightarrow2m_1.4200\left(52-50\right)=m_1c_{kl}\left(100-52\right)\)
\(\Rightarrow c_{kl}=350\left(\dfrac{J}{kg.K}\right)\)
Gọi \(t^oC\) là nhiệt độ cân bằng của hệ.
Nhiệt lượng nước thu:
\(Q_1=m_1\cdot c_1\left(t-t_1\right)=2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)J\)
Nhiệt lượng quả cân và nhiệt lượng kế tỏa ra:
\(Q_2=\left(m_2c_2+m_3c_3\right)\left(t_2-t\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\left(100-t\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_1=Q_2\)
\(\Rightarrow2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\cdot\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow t=18,55^oC\)
Đáp án: B
- Nhiệt lượng toả ra của m1 kg nước để hạ nhiệt độ tới 0 0 C là :
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 1kg nước đá tăng nhiệt độ tới 0 0 C là:
- So sánh Q t h u và Q t ỏ a ta thấy Q 1 > Q 2 . Vậy nước đá bị nóng chảy.
- Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hoàn toàn là :
- So sánh ta thấy Q 1 < Q 2 + Q 3 . Vậy nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn.
Vậy nhiệt độ cân bằng là t = 0 0 C .
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:
+, Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là tt, ta có:
m.c1.(t−t1)=m.c2.(t2−t)m.c1.(t−t1)=m.c2.(t2−t) (1)
mà t=t2−9,t1=23oC,c1=900J/kg.K;c2=4200J/kg.Kt=t2−9,t1=23oC,c1=900J/kg.K;c2=4200J/kg.K thay vào (1) ta có:
900.(t2−9−23)=4200.(t2−t2+9)900.(t2−9−23)=4200.(t2−t2+9)
⟺900.(t2−32)=4200.9⟺900.(t2−32)=4200.9
⟹t2=74oC⟹t2=74oC và t=74−9=65oCt=74−9=65oC
Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ 2, nhiệt độ cân bằng của hệ là t′t′,ta có:
2m.c.(t′−t3)=(mc1+mc2).(t−t′)2m.c.(t′−t3)=(mc1+mc2).(t−t′) (2)
mà t′=t−10=55,t3=45oCt′=t−10=55,t3=45oC
Thay vào (2) ta có:
2.c.(55−45)=(900+4200).(65−55)2.c.(55−45)=(900+4200).(65−55)
⟹c=2550J/kg.K⟹c=2550J/kg.K
Nguồn : diendan.hocmai.vn
Cảm ơn bạn nha...