1 quả cầu bằng thép được đun nóng đến 120°C rồi thả 1 chậu nước chưa 1,2 lít nước ở 30°C. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ cuối cùng của hệ là 40°C. Coi quả cầu và nước chỉ truyền nhiệt cho nhau. Tính khối lượng của quả cầu thép, biết nhiệt dung riêng của thép và nước lần lượt là:c1=460J/kg.k;c2=4000J/kg.k
CHÚC BẠN HỌC TỐT !!!!!!!!!!!
Đáp án:
`m_1 = 63/46 (kg)`
Giải thích các bước giải:
Quả cầu bằng thép:
$t_1 = 120^oC$
$m_1 (kg)$
$c_1 = 460 (J/kg.K)$
Nước trong chậu:
$t_2 = 30^oC$
$V_2 = 1,2 (l) \to m_2 = 1,2 (kg)$
$c_2 = 4200 (J/kg.K)$
Nhiệt độ cân bằng $t = 40^oC$.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
`Q_{tỏa} = Q_{thu}`
`<=> m_1c_1(t_1 – t) = m_2c_2(t – t_2)`
`<=> m_1 = {m_2c_2(t – t_2)}/{c_1(t_1 – t)}`
`= {1,2.4200.(40 – 30)}/{460.(120 – 40)}`
`= 63/46 (kg)`
`1,2` lít = `1,2` kg
Nhiệt lượng quả cầu bằng thép tỏa ra là:
`Q_{tỏa}=m_{thép}.c_{thép}.Deltat=m_{thép}.460.(120-40)=36800.m_{thép}(J)`
Nhiệt lượng nước nước thu vào là:
`Q_{thu}=m_{nước}.c_{nước}.Deltat’=1,2.4200.(40-30)=84000(J)`
Ta có:
`Q_{tỏa}=Q_{thu}<=>36800.m_{thép}=84000<=>m_{thép}≈2,28(kg)`
Vậy khối lượng quả cầu thép là `2,28` kg