1 nhiệt lượng kế bằng đồng có chứa 3 lít nước đang ở nhiệt độ 13 độ C. Người ta thả vào đó 1 thanh đồng có khối lượng 1,5kg ở 140 độ C. Tính nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với vỏ nhiệt lượng kế và với môi trường. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K. (có tóm tắt)

Đáp án:
t=18,5°C
Giải thích các bước giải:
Tóm tắt
V=3 lít =>m’=3kg
t’=13°C
m”=1,5kg
t”=140°C
c’=4200J/kg.k
c”=380J/kg.k
t=?°C
Giải
Gọi t°C là nhiệt độ của hệ thống khi có sự cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng cần thiết để 3 lít nuoc thu vào khi tăng nhiệt độ từ 13°C lên t°C
Q’=m’.c’.(t-t’)
=>Q’=3.4200.(t-13)=12600.(t-13) (J)
Nhiệt lượng cần thiết để thanh đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ 140°C xuống t°C
Q”=m”.c”.(t”-t)
=>Q”=1,5.380.(140-t)=570.(140-t) (J)
Bỏ qua mọi sự mất mát và trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Qtoả =Qthu
Hay
Q”=Q’
=>570.(140-t)=12600.(t-13)
=>t=18,5°C
Vậy nhiệt độ của hệ thống khi có sự cân bằng nhiệt là 18,5°C
Đáp án:
\(t = 18,5^\circ C\)
Giải thích các bước giải:
Nhiệt lượng đồng tỏa ra là:
\({Q_{toa}} = {m_d}{c_d}\Delta {t_d} = 1,5.380(140 – t) = 570(140 – t)(J)\)
Nhiệt lượng nước thu vào là:
\({Q_{thu}} = {m_n}{c_n}\Delta {t_n} = 3.4200(t – 13) = 12600(t – 13)(J)\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\
570(140 – t) = 12600(t – 13)\\
\Rightarrow t = 18,5^\circ C
\end{array}\)