Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước ở nhiệt độ 20°C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng tới 75°C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/(kg.K); của nước là 4,18.10³ J/(kg.K) ; của sắt là 0,46.10³ J/(kg.K)
Đáp án:
Nhiệt độ cân bằng là 24,9 độ C
Giải thích các bước giải:
Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:
\[\begin{array}{l}
{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\
\Leftrightarrow {m_s}{c_s}\left( {{t_s} – {t_{cb}}} \right) = \left( {{m_n}{c_n} + {m_{nhom}}{c_{nhom}}} \right)\left( {{t_{cb}} – {t_n}} \right)\\
\Leftrightarrow 0,2.460.\left( {75 – {t_{cb}}} \right) = \left( {0,118.4180 + 0,5.896} \right)\left( {{t_{cb}} – 20} \right)\\
\Leftrightarrow {t_{cb}} = 24,{9^o}C
\end{array}\]
Đáp án:
25°C
Giải thích các bước giải:
Nhiệt lượng mà nhôm và bình nước thu vào là:
$Q_{thu}$=$Q_{1}$+$Q_{2}$ =($m_{1}$ $c_{1}$ +$m_{2}$ $c_{2}$)(t-$t_{1}$
Nhiệt lượng do sắt tỏa ra là:
$Q_{tỏa}$=$Q_{3}$= $m_{3}$ $c_{3}$ Δ$t_{3}$= $m_{3}$ $c_{3}$( $t_{3}$-t)
Trạng thái cân bằng nhiệt là:
$Q_{1}$+ $Q_{2}$= $Q_{3}$
($m_{1}$ $c_{1}$ +$m_{2}$ $c_{2}$).(t-$t_{1}$)=$m_{3}$ $c_{3}$. Δ$t_{3}$=$m_{3}$$c_{3}$( $t_{3}$-t)
⇒t=$\frac{(m_1c_1+m_2c_2)t_1+m_3c_3t_3}{m_1c_1+m_2c_2+m_3c_3}$
⇒t=$\frac{(0,5.0,92+0,118.4,18)10^3.20+0,2+0,46.10^3.75}{(0,5.0,92+0,118.4,18+0,2.0,46)10^3}$$
⇒ t≈25°C
#Học tốt