Một cái ấm bằng nhôm nặng 400 g đang chứa 2 lít nước ở 300C. Em hãy tính nhiệt lượng mà ấm nước cần thu vào để nước sôi (1000C). Biết rằng, nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Bỏ qua sự mất nhiệt ra môi trường.
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
TÓM TẮT
m’=400g=0,4kg
V=2 lít=>m”=2kg
t°=100°C
t’°=30°C
c’=880J/kg.k
c”=4200J/kg.k
Q=?J
GIẢI
Nhiệt lượng cần thiết để ấm nhôm nóng lên đến 100°C
Q’=m’.c’.(t°-t’°)
=>Q’=0,4.880.(100-30)=24 640 (J)
Nhiệt lượng cần thiết để cho 2 lít nước nóng lên đến 100 °C
Q”=m”.c”.(t°-t’°)
=>Q”=2.4200.(100-30)=588 000 (J)
Bỏ qua mọi sự mất mát và trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm
Q=Q’+Q”
=>Q=24 640 + 588 000 =612 640 (J)
Đáp án:
612,64kJ
Giải thích các bước giải:
+ Đổi đơn vị:
Khối lượng của \(2l\) nước \( = 2kg = {m_2}\)
Khối lượng của ấm: \({m_1} = 0,4kg\)
Ta có:
+ Nhiệt độ nước sôi là: \({100^0}C\)
+ Nhiệt lượng truyền cho ấm tăng từ \({30^0}C \to {100^0}C\) là: \({Q_1} = {m_1}{c_1}\Delta t\)
+ Nhiệt lượng truyền cho nước sôi từ \({30^0}C \to {100^0}C\) là: \({Q_2} = {m_2}{c_2}\Delta t\)
+ Nhiệt lượng tối thiểu để đun sôi nước trong ấm sẽ bằng tổng nhiệt lượng để truyền cho ấm nóng lên và làm cho nước nóng lên:
\(\begin{array}{l}Q = {Q_1} + {Q_2} = {m_1}{c_1}\Delta t + {m_2}{c_2}\Delta t\\ = 0,4.880\left( {100 – 30} \right) + 2.4200\left( {100 – 30} \right)\\ = 612640J = 612,64kJ\end{array}\)