khi thả 1 quả cầu bằng sắt có.khối lượng 2 kg được nung nóng đến 300°C vào trong xô đựng 2l nước thì nhiệt độ cuối cùng của chúng khi có cân bằng nhiệt là 50°C tính nhiệt độ ban đầu của xô nước biết nhiệt độ môi trường xung quanh hấp thụ chiếm 10% nhiệt lượng do xô nước thu và xô làm bằng nhôm có khối lượng 1kg. nhiệt dung riêng của sắt nước nhôm lần lượt là 460 J/kg.k 4200 880
Đáp án: `t_2=27,5^oC`
Giải:
Nhiệt lượng do quả cầu sắt tỏa ra:
`Q_1=m_1c_1(t_1-t)=2.460.(300-50)=230000 \ (J)`
Nhiệt lượng do xô nước thu vào:
`Q_2=(m_2c_2+m_3c_3)(t-t_2)`
`Q_2=(2.4200+1.880)(50-t_2)=464000-9280t_2`
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
`Q_1=Q_2+Q_{hp}`
`Q_1=Q_2+10%Q_2=110%Q_2`
→ `Q_2=\frac{Q_1}{110%}=\frac{230000}{110%}=209090,9 \ (J)`
Nhiệt độ ban đầu của xô nước:
`Q_2=464000-9280t_2=209090,9`
→ $t_2≈27,5 \ (^oC)$
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 20oC lên 50oC là:
Q2 = m2.c2.(t-t2) = 2.4200.(50 – 20) = 252000J
Nhiệt lượng quả cầu bằng nhiệt lượng nước thu vào:
Q1 = Q2
m2.c2.(t1-t)= 252000J
m2 = 252000J460.(260−50) 252000J460.(260−50)=2,6 kg
Đáp số : a) Q2 = 252000J b)m2 = 2,6 kg