Bài 6. (2,00 điểm) A Ba Độ 100g nước ở nhiệt độ 40°C vào một bình cách nhiệt chứa 200g nước ở nhiệt độ 10C. Hãy dùng đồ thị xác định nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt (chọn trục tung là trục nhiệt độ, trục hoành là trục nhiệt lượng). Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K. Bỏ qua mọi mất mát nhiệt. Giúp mình với
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Tóm tắt:
\(m_1=738g=0,738kg\)
\(t_1=15^oC\)
\(m_2=100g=0,1kg\)
\(m_3=200g=0,2kg\)
\(t_2=100^oC\)
\(c_2=380J/kg.K\)
\(c_1=4200J/kg.K\)
==========
\(t=?^oC\)
Nhiệt độ khi có cân bằng là:
Theo pt cân bằng nhiệt:
\(Q_1+Q_2=Q_3\)
\(\Leftrightarrow\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right)\left(t-t_1\right)=m_3.c_2.\left(t_2-t\right)\)
\(\Leftrightarrow\left(0,738.4200+0,1.380\right)\left(t-15\right)=0,2.380.\left(100-t\right)\)
\(\Leftrightarrow t=17^oC\)
Khi trút một lượng nước m từ B1 sang B2 thì m kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 (t độ đó) xuống t3, m2 kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 đến t3.
Do nhiệt hao phí không đáng kể ( câu này phải lập luận) có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa = Qthu
<=> m(t1 - t3) = m2(t3 - t2) (đã rút gọn Cn)
<=> m(40- t3) = 1( t3-20)
<=> m= (t3-20)/(40-t3) (*)
Lúc này ở B1 còn (m1-m) kg nước có nhiệt độ t1=40, ở B2 có ( m2+m) kg nước có nhiệt độ t3
Khi trút một lượng nước m từ B2 về B1 thì (m1-m) kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 38 độ, m kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t3 lên 38 độ.
(lập luận như trên) có phương trình cần bằng nhiệt
Qtỏa = Q thu
<=>(m1-m)(t1-38) = m(38 - t3)
<=>(2-m)2 = m(38-t3)
<=>4-2m = m(38-t3)
<=>m(38 -t3 +2) =4
<=>m= 4/(40 -t3) (~)
Từ (*) và (~) ta có
t3 -20 = 4
<=>t3 = 24
Suy ra nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là 24 độ
Thay t3 = 24 độ vào một trong hai phương trình trên sẽ tìm được m = 0.25 kg
Xét cả quá trình :
Nhiệt lượn bình 1 tỏa ra :
\(Q=m_1.C.2=16800J\)
Nhiệt lượng này truyền cho bình 2.
\(Q=m_2.C.\left(t-20\right)\)
Xét lần trút từ bình 1 sang bình 2.
\(mC\left(40-24\right)=m_2C\left(24-20\right)\)
Tính được \(0,66666kg\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt
\(Q_{thu}=Q_{toả}\\ 0,25.920+0,192.4180\left(t_{cb}-25\right)=0,2.460\left(100-t_{cb}\right)\)
Giải phương trình trên ta được
\(\Rightarrow t_{cb}\approx31^o\)
a, nhiệt độ của nhôm khi cân bằng nhiệt là \(60^0C\).
b, nhiệt lượng nước thu vào là:
\(Q_2=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)=1,5.4200.\left(60-58\right)=12600J\)
c, khối lượng của quả cầu nhôm là:
theo ptcn nhiệt:
\(Q_1=Q_2\\ \Leftrightarrow m_1.c_1.\left(t_1-t\right)=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)\\ \Leftrightarrow m_1.880.\left(88-60\right)=1,5.4200.\left(60-58\right)\\ \Leftrightarrow24864m_1=12600\\ \Leftrightarrow m_1\approx0,5kg\)
thể tích của quả cầu nhôm là:
\(D=\dfrac{m_1}{V}\Rightarrow V=\dfrac{m_1}{D}=\dfrac{0,5}{2700}=0,00018\left(m^3\right)\)