Người ta thả một thỏi đồng vào một cốc đựng nước đang ở 600C, ngay khi cân bằng nhiệt độ của nước là 39,20C. Tính khối lượng của nước trong cốc, biết thỏi đồng nhận được một nhiệt lượng 11400J và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với cốc đựng nước và ngoài môi trường xung quanh.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt.
Nhiệt lượng do thìa đồng tỏa ra: Q 1 = m 1 c 1 ( t 1 - t )
Nhiệt lượng do cốc nhôm thu vào: Q 2 = m 2 c 2 ( t 2 - t )
Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 3 = m 3 c 3 ( t 3 - t )
Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 + Q 3
⇔ m1c1(t1 - t) = m2c2(t - t2) + m3c3(t - t2)
Thay số:
a,\(=>Qtoa\left(dong\right)=Qthu\left(nuoc\right)=1,5.4200\left(85-20\right)=409500J\)
b,\(=>m.380\left(500-85\right)=409500=>m=2,6kg\)
c,\(=>Qtoa1+Qto2=Qthu\)
\(=>1.380\left(500-tcb\right)+2,6.380\left(500-tcb\right)=1,5.4200\left(tcb-85\right)\)
\(=>tcb=160^oC\)
Gọi V là thể tích ở nhiệt độ t và V 0 là thể tích ở 0 ° C của thỏi sắt. Theo công thức nở khối vì nhiệt, ta có :
V = V 0 (1 + β t)
với β là hệ số nở khối của sắt. Vì khối lượng m của thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D của thỏi sắt ở nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 của nó ở 0oC theo công thức :
D/ D 0 = V 0 /V ⇒ D = m/V = D 0 /(1 + β t)
Từ đó suy ra nhiệt độ t của thỏi sắt trước khi thả nó vào cốc nước đá :
t = ( D 0 V - m)/m β
Thay số ta tìm được:
Giả sử cho đồng vào trước thì ta có
0,2.380.(t-40)= 1.4200.(t-30)
=> t = 30,177°
cho tiếp nhôm ta có
(0,2.380+4200).(t'-30,177)= 0,5.880.(100-t')
=> t'=36,7°
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
Qcốc + Qnước = Qthìa
↔ (mcốc.ccốc + mn.cn).(tcb – t1)
= mthìa.cthìa.(t2 – tcb)
↔ [(0,1.880) + (0,3.4,19.103)](t – 20)
= 0,075.380.(100 –t)
Giải ra ta được:
Khối lượng M của phần nước đá tan thành nước sau khi thả thỏi sắt nóng có nhiệt độ t ° C vào cốc nước đá ở 0 ° C được xác định bởi điều kiện cân bằng nhiệt:
M λ = cmt ⇒ M = cmt/ λ
trong đó λ là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, c là nhiệt dung riêng của thỏi sắt có khối lượng m.
Thay số, ta tìm được :
Gọi khối lượng nước là: m (kg)
Ta có:
\(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)
\(m.4200.\left(60-39,2\right)=11400\)
\(m\approx0,13\left(kg\right)\)