Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 450g chứa 1,5 lít nước ở 20°C.
a) Muốn đun sôi ấm nước cần một nhiệt lượng là bao nhiêu ?
b) Lấy 1,5 lít nước vừa đun sôi ở trên đem pha với 2 lít nước ở 30°C. Tính nhiệt độ khi cânbằng ?
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Cho nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880J/kg.K và 4200 J/kg.K
Đáp án:
V=1,5 lít =>m=1,5kg
V=2 lít => m=2 kg
a /Áp dụng công thức : Q=m.c.∆t
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm
Q=Q’+Q”
=>Q=0,45.880.(100-20) + 1,5.4200.(100-20)=535680 (J)
b / Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt : Qtỏara =Qthu vào
Gọi t °C là nhiệt độ của cả hệ thống khi có sự cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng cần thiết để 1,5 lít nước ở 100°C tỏa ra
Qtoả =1,5.4200.(100-t)=6300.(100-t) (J)
Nhiệt lượng cần thiết để 2 lít nước ở 30°C thu vào
Qthu = 2.4200.(t-30)=8400.(t-30) (J)
Bỏ qua mọi sự mất mát và trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Qtoả= Qthu
=>6300.(100-t)=8400.(t-30)
=>t=60
Vậy nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 60°C
Giải thích các bước giải:
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
a. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là
$Q = (0,45.880 + 1,5.4200)(100 – 20) = 535680J$
b. Gọi nhiệt độ cân bằng là t:
Nhiệt lượng nước ở $100^0C$ toả ra là:
Q = 1,5.4200(100 – t) = 630000 – 6300t (J)
Nhiệt lượng nước ở $30^0C$ thu vào là:
Q’ = 2.4200.(t – 30) = 8400t – 252000(J)
Phương trình cân bằng nhiệt Q = Q’ hay:
630000 – 6300t = 8400t – 252000
<=> t = 60
Vậy nhiệt độ khi cân bằng là $t = 60^0C$