Để xác định nhiệt hóa hơi của nước, người ta làm thí nghiệm sau. Đưa 10g hơi nước ở nhiệt độ 1000C vào một nhiệt lượng kế chứa 290g nước ở 200C. Nhiệt độ cuối của hệ là 400C. Hãy tính nhiệt hóa hơi của nước, cho biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 46J/độ, nhiệt dung riêng của nước là 4,18J/g.độ.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Nhiệt lượng do m 1 = 10g hơi nước tỏa ra khi hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ t 1 = 100oC là Q 1 = L m 1 .
Nhiệt lượng do m 1 = 10g nước (do hơi ngưng tụ) tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t 1 = 100oC xuống đến nhiệt độ t = 40oC là: Q ' 1 = m1c(t1 - t)
Nhiệt lượng do m 2 = 290g nước và nhiệt lượng kế thu vào để tăng nhiệt độ từ t 2 = 20oC lên đến t = 40oC là: Q 2 = ( m 2 c + 46 ) ( t - t 2 )
Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 + Q ' 1 = Q 2
⇔ L m 1 + m 1 c ( t 1 - t ) = ( m 2 c + 46 ) ( t - t 2 ) .
thay số:
L = 2,26.106J/kg.
Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 1000C thành nước ở 1000C: Q 1 = L . m 1 = 0 , 01. L
Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 1000C trở thành nước ở 420C: Q 1 = m c ( t 1 − t 2 ) = 0 , 01.4180 ( 100 − 40 ) = 2508 J
Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 400C là: Q = Q 1 + Q 1 = 0 , 01 L + 2508 (1)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,35 kg nước từ 100C trở thành nước ở 400C.
Q 2 = m c ( t 2 − t 1 ) = 0 , 2.4180. ( 40 − 9 , 5 ) = 25498 J (2)
Theo quá trình đẳng nhiệt:
0 , 01. L + 2508 = 25498 ⇒ L = 2 , 3.10 6 J / k g
+ Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 1000C thành nước ở 1000C: Q 1 = L m 1 = 0 , 01 L
+ Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 1000C thành nước ở 400C:
Q 2 = m c ( 100 - 40 ) = 0 , 01 . 4180 100 - 40 = 2508 J
=>Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 400C: Q = Q 1 + Q 2 = 0 , 01 L + 2508
+ Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,50C thành nước ở 400C: Q 3 = 0 , 2 . 4180 40 - 9 , 5 = 25498 J
(2)
=>Theo phương trình cân bằng nhiệt: (1) = (2).
Vậy 0 , 01 L + 2508 = 25498 .
Suy ra: L = 2 , 3 . 10 6 J / k g .
Đáp án: C
a, Gọi khối lượng nước là \(m\), khối lượng và nhiệt dung riêng quả cầu là \(m_1,c_1\). Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là \(t_{cb}\left(tcb\right)\) và số quả cầu thả vô nước là \(N\)
Ta có
Nhiệt lượng từ các quả cầu là
\(Q_{tỏa}=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\)
Nhiệt lượng cân bằng của nước là
\(Q_{thu}=4200m\left(t_{cb}-20\right)\)
Pt cân bằng :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow4200m\left(t_{cb}-20\right)=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\left(1\right)\)
Khi thả quả cầu đầu tiên \(N=1;t_{cb}=40^oC\) ta có
\(1m_1c_1\left(100-40\right)=4200m\left(40-20\right)\\ \Rightarrow m_1c_1=1400m\left(2\right)\)
Thay (2) và (1) ta đc
\(N.1400m\left(100-t_{cb}\right)=4200m\left(t_{cb}-20\right)\\ \Rightarrow100N-Nt_{cb}=3t_{cb}-60\left(\cdot\right)\)
Khi thả thêm quả cầu thứ 2 \(N=2\), từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta được
\(200-2t_{cb}=3t_{cb}-60\\ \Rightarrow t_{cb}=52^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước là 52oC
Khi thả thêm quả cầu thứ 3 \(N=3\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(300-3t_{cb}=3t_{cb}-60^oC\Rightarrow t_{cb}=60^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 3 thì \(t_{cb}\) nước là 60oC
Khi \(t_{cb}=90^oC\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(100N-90N=270-60\\ \Rightarrow N=21\)
Vận cần thả 21 quả cầu thì \(t_{cb}=90^oC\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt
\(Q_{toả}=Q_{thu}\\ \Leftrightarrow0,3.c_1\left(100-20\right)=0,5.4200\left(20-15\right)\)
Giải phương trình trên ta được
\(\Rightarrow c_1=437,5J/Kg.K\)
Đáp án: D
- Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ
- Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2 Kg hơi nước ở 100 0 C ngưng tụ thành nước ở 100 0 C
- Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2Kg nước ở 100 0 C hạ xuống t 0 C
- Nhiệt lượng thu vào khi 1,5Kg nước ở 15 0 C tăng lên đến t 0 C
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q 1 + Q 2 = Q 3
\(Q_{thu}=m_{nuoc}.c_{nuoc}.\left(t_{cb}-t_n\right)=0,2.c_n\left(40-9,5\right)\)
\(Q_{toa}=m_{hoinuoc}.c_{nuoc}.\left(100-40\right)+m_{hoinuoc}.L\)
\(Q_{thu}=Q_{toa}\Leftrightarrow0,2.4180.\left(40-9,5\right)=\left(100-40\right).4180.0,01+0,01.L\)
\(\Rightarrow L=2299000\left(J/kg\right)\)
Nhiệt lượng do 10g hơi nước tỏa ra khi nguội đến t = 400
Q 1 = L m 1 + c m 1 ( 100 − 40 ) = L m 1 + 60 c m 1 (1)
Nhiệt lượng do nước trong nhiệt lượng kế hấp thụ: Q 2 = c m 2 ( 40 − 20 ) = 20 c m 2 (2)
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ: Q 3 = q : ( 40 − 20 ) = 20 q (3)
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: Q1 = Q2 + Q3
L m 1 + 60 c m 1 = 20 c m 2 + 20 q ⇒ L = 20 c m 2 − 60 c m 1 + 20 q m 1 ⇒ L = 20 c ( m 2 − 3 m 1 ) + 20 q m 1 = 20.4 , 18.260 + 4 , 6.20 10 ⇒ L = 2173 , 6 + 92 = 2265 , 6 J / g