Bỏ một quả cầu bằng đồng thau có khối lượng 1kg được đun nóng đến 100 độ C vào một thùng sắt có khối lượng 500g đựng 2kg nước ở 20 độ C.
a) Bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Tính nhiệt độ của cuối cùng của nước.
b) Tính nhiệt lượng cần thiết để đun nước từ nhiệt độ tìm được trong câu a(có quả cầu) đến 50 độ C.
c) Biết nhiệt lượng tỏa ra môi trường bằng 10% nhiệt lượng do nước thu vào. Tính nhiệt độ của nước ngay sau khi có cân bằng nhiệt.
Cho biết nhiệt dung riêng của đồng, sắt, và nước lần lượt là 380J/kg.K; 460J/kg.K; 4200J/kg.K
– Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ
– Nhiệt lượng cục đồng tỏa ra khi hạ nhiệt từ 100 0 C đến t 0 C :
– Nhiệt lượng thùng sắt và nước nhận được để tăng nhiệt độ từ 20 0 C đến t 0 C :
– Theo phương trình cân bằng nhiệt , ta có:
Q 1 = Q 2 + Q 3
`Q_1=m_1.c_1.(t_1-t)`
…Ảnh ạ
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$m_{1}=1kg$
$c_{1}=380J/kg.K$
$t’=100^{o}C$
$m_{2}=0,5kg$
$c_{2}=460J/kg.K$
$m_{3}=2kg$
$c_{3}=4200J/kg.K$
$t”=20^{o}C$
$Q_{hp}=10$%$Q_{thu}$
$a,t=?$
$b,Q=?$
$c,t”’=?$
a, Gọi nhiệt độ nước sau khi cân bằng nhiệt là $t(^{o}C)$
Qủa cầu bằng đồng thau tỏa nhiệt, thùng sắt và nước thu nhiệt
Phương trình cân bằng nhiệt :
$Q_{tỏa}=Q_{thu_{1}}$
$m_{1}.c_{1}.Δt_{1}=(m_{2}.c_{2}+m_{3}.c_{3}).Δt_{2}$
$1.380.(100-t)=(0,5.460+2.4200).(t-20)$
$38000-380t=8630t-172600$
$9010t=210600$
$t≈23,37^{o}C$
Vậy nhiệt độ của cuối cùng của nước là $23,37^{o}C$
b, Nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nước để ấm nước từ $23,37^{o}C$ nóng lên $50^{o}C$ là :
$Q=Q_{1}+Q_{2}+Q_{2}=(m_{1}.c_{1}+m_{2}.c_{2}+m_{3}.c_{3}).Δt=(1.380+0,5.460+2.4200).(50-23,37)=239936,3(J)$
c, Ta có :
$Q_{hp}=10$%$Q_{thu_{2}}$ ( Với $Q_{hp}$ là nhiệt lượng tỏa ra môi trường )
Lại có : $Q_{tỏa}=380.(100-t)≈380.(100-23,37)=29119,4=Q_{hp}+Q_{thu_{2}}$
Thay vào ta được :
$Q_{tỏa}=Q_{hp}+Q_{thu_{2}}=10$%$Q_{thu_{2}}+Q_{thu_{2}}=1,1Q_{thu_{2}}=29119,4$
⇒ $Q_{thu_{2}}=\frac{29119,4}{1,1}=26472,1818=(m_{2}.c_{2}+m_{3}.c_{3}).Δt_{3}=8630t”’-172600$
⇒ $t”’≈23,06^{o}C$