Để xác định nhiệt độ của một bếp lò người ta làm như sau: Bỏ vào lò một khối đồng hình lập phương có canh a= 2cm, sau đó lấy khối đồng bỏ trên một tảng nước đá ở 00C. khi có cân bằng nhiệt , mặt trên của đồng chìm dưới mặt nước đá 1 đoạn b=1cm. Biết khối lượng riêng của đồng là D0=8900kg/m3, nhiệt dung riêng của đồng c0 =400J/kg.k, nhiệt nóng chảy của nước đá
λ
= 3,4.105J/kg.k, khối lượng riêng của nước đá D= 900kg/m3. Giả sử nước đá chỉ tan có dạng hình hộp có tiết diện bằng tiết diện khối đồng.
Đáp án:
128,9°C
Giải thích các bước giải:
Thể tích khối đồng là:
V = 2.2.2 = 8 (cm3) = 8.10-6 (m3)
Khối lượng của khối đồng là:
m = D.V = 8900. 8.10-6 = 0,0712 (kg)
Nhiệt lượng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt từ t1 xuống 0°C:
Qtỏa = mđ.c0.( t1 – 0) = 0,0712.400.t1 = 28,48t1
Thể tích nước đá bị nóng chảy là:
12.10-6.900 = 10,8.10-3
Khối lượng nước đá nóng chảy là: 10,8.10-3
Nhiệt lượng nước đá thu vào khi nóng chảy:
Q thu = λ. mnước = 3,4.105. 10,8.10-3 = 3672 (J)
Vì xem hai vật chỉ trao đổi nhiệt cho nhau nên ta có: Qtỏa = Qthu
Hay : 28,48t1 = 3672
=> t1 = 128,9°C
Vậy nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là 128,9°C hay nhiệt độ của lò là 128,9°C.