1 quả cầu đồng có khối lượng 0.15 kg được nung nóng tới 100 độ C vào một cốc chứa 500g nước ở 20 độ C.Cho rằng chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K,nhiệt dung riêng của nhôm là 380j/kg.k
a) tính nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt
b) thực tế có 20% nhiệt lượng tỏa ra của đồng bị cốc chứa và môi trường hấp thụ.Hỏi nhiệt độ thực của nước khi có cân bằng nhiệt là bao nhiêu
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$500g=0,5kg$
a, Gọi nhiệt độ của nước khi cân bằng là $t(^{o}C)$
Phương trình cân bằng nhiệt :
$Q_{tỏa}=Q_{thu}$
$m_{1}.c_{1}.Δt_{1}=m_{2}.c_{2}.Δt_{2}$
$0,15.380.(100-t)=0,5.4200.(t-20)$
$57.(100-t)=2100.(t-20)$
$5700-57t=2100t-42000$
$2100t+57t=42000+5700$
$2157t=47700$
$t=22,1^{o}C$
b, Nhiệt lượng tỏa ra của đồng là :
$Q_{tỏa}=m_{1}.c_{1}.Δt_{1}=0,15.380.(100-22,1)=4440,3(J)$
Do nhiệt lượng tỏa ra của đồng bị cốc chứa và môi trường hấp thụ nên nhiệt lượng nước thu vào thực sự là :
$Q_{thu’}=4440,3.(100$%$-20$%)$=3552,24(J)$
Nhiệt độ thực của nước khi có cân bằng nhiệt là :
$Q_{thu’}=m_{2}.c_{2}.Δt_{2}=0,5.4200.(t’-20)=2100t’-42000=3552,24(J)$
⇒$2100t’=45552,24$
⇒ $t’=21,7^{o}C$