)Một cái ấm bằng đồng có khối lượng 300g chứa 1,5lít nước ở 15 độ C. Muốn đun sôi ấm nước này cần nhiệt lượng bao nhiêu? b) Người ta thả vào 200g nước một thỏi đồng có khối lượng 600g ở nhiệt độ 100 độ C. Nhiệt độ của hỗn hợp sau khi có cân bằng nhiệt là 40 độ C. Hỏi nhiệt độ ban đầu của nước là bao nhiêu? Bỏ qua sự bay hơi, nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Cho biết nhiệt dung riêng của đồng và của nước lần lượt là: 380J/kg.K và 4200J/kg.K.
m1=0,3kg;c1=380J/kg.K,t1=$15^{o}$C
m2=1,5kg;c2=4200J/kg.K,t2=$15^{o}$C
a. Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi ấm nước là
Q1=m1.c1.(t-t1)+m2.c2.(t-t2)
=0,3.380.(100-15)+1,5.4200.(100-15)
=545190(J)
b.
m3=0,2kg,c3=4200J/kg.K;$t_{cb2}$=$40^{o}$C
m4=0,6kg;c4=380J/kg.K,$t_{cb2}$=$100^{o}$C
Áp dụng pt cân bằng nhiệt
Q3 = Q4
m3.c3.($t_{cb2}$-t3)=m4.c4.(100-$t_{cb2}$)
0,2.4200.(40-t3) =0,6.380.(100-40)
⇒t3≈$23,71^{o}$C
Vậy nhiệt độ ban đầu của nước xấp xỉ $23,71^{o}$C
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$m_{1}=300g=0,3kg$
$c_{1}=380J/kg.K$
$m_{2}=V.D=0,0015.1000=1,5kg$
$c_{2}=4200J/kg.K$
$t_{1}=15^{o}C$
$c_{1}=380J/kg.K$
$m_{3}=0,2kg$
$m_{4}=600g=0,6kg$
$t_{2}=100^{o}C$
$t_{3}=40^{o}C$
$a,Q=?$
$b, t=?$
a, Nhiệt lượng ấm đồng thu vào là :
$Q_{thu_{1}}=m_{1}.c_{1}.Δt_{1}=0,3.380.(100-15)=9690(J)$
Nhiệt lượng nước trong ấm thu vào là :
$Q_{thu_{2}}=m_{2}.c_{2}.Δt_{2}=1,5.4200.(100-15)=535500(J)$
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi ấm nước này là :
$Q=Q_{thu_{1}}+Q_{thu_{2}}=9690+535500=545190(J)$
b, Gọi nhiệt độ ban đầu của nước là $t^{o}C$
Nhiệt lượng nước thu vào là :
$Q_{thu}=m_{3}.c_{3}.Δt_{3}=0,2.4200.(40-t)=840.(40-t)(J)$
Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra là :
$Q_{tỏa}=m_{3}.c_{3}.Δt_{3}=0,6.380.(100-40)=13680(J)$
Phương trình cân bằng nhiệt :
$Q_{tỏa}=Q_{thu}$
$13680=840.(40-t)$
$40-t≈16,29$
$t≈23,71^{o}C$
Vậy nhiệt độ ban đầu của nước là $23,71^{o}C$