Một bình bằng đồng có khối lượng 120g, chứa 800g nước ở nhiệt độ 18Oc, người ta thả vào bình một thỏi chì có khối lượng 450g ở nhiệt độ 95Oc. tính nhiệt độ của thỏi chì, nước, và bình khi cân bằng nhiệt. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K của đồng 380J/kg.k, của chì 130j/kg.k
Đáp án:
NHIỆT ĐỘ CỦA THỎI CHÌ NƯỚC VÀ BÌNH KHI CÓ SỰ CÂN BẰNG NHIỆT LÀ 19,3°C
Giải thích các bước giải
Nhiệt lượng cần thiết để bình bằng đồng thu vào khi tăng nhiệt độ từ 18°C lên t°C
Q’=m’.c’.(t°-t’°)
=>Q’=0,12.380.(t°-18)
Nhiệt lượng cần thiết để 800g nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 18°C lên t°C
Q”=m”.c”.(t°-t’°)
=>Q”=0,8.4200.(t°-18)
Nhiệt lượng cần thiết để thỏi chì tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ 95°C xuống t°C
Q=m.c.(t”°-t°)
=>Q=0,45.130.(95-t°)
Bỏ qua mọi sự mất mát và trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh
Theo phương trình cân bằng nhiệt là
Qtoả=Qthu
Hay
Q=Q’+Q”
=>0,45.130.(95-t°)=0,12.380.(t°-18)+0,8.4200.(t°-18)
=>t°=19,3°C
Vậy nhiệt độ của hệ khi có cân bằng nhiệt là 19,3°C
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước, chì và bình bằng nhau và bằng t
Nhiệt lượng mà bình và nước thu vào để nóng lên là:
Q = (0,12.380 + 0,8.4200)(t – 18)
= 3405,6(t – 18) (J)
Nhiệt lượng mà chì toả ta là:
Q’ = 0,45.130(95 – t) = 58,5(95 – t)
Phương trình cân bằng nhiệt:
Q = Q’ <=> 3405,6(t – 18) = 58,5(95 – t)
Giải ra ta được t = 19,3
Vậy nhiệt độ cân bằng là $19,3^0$C