một học sinh thả 300g chì ở nhiệt độ 100độ C vào 250g nước ở nhiệt độ 58,5độ C làm cho nước nóng lên đến 60độ c
a)tính nhiệt độ của chì ngay khi có cân bằng nhiệt
b)tính nhiệt lượng nước thu vào
c)tính nhiệt dung riêng của chì
d)so sánh nhiệt dung riêng của chì tính được với nhiệt dung riêng của chì tra bảng và giải thích tại sao có sự chênh lệch .lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190j/kg.k
Đáp án:
a. Nhiệt độ của chì khi có cân bằng nhiệt bằng nhiệt độ cân bằng và bằng $60^0C$
b. Nhiệt lượng nước thu vào để nóng lên là:
$Q_{thu} = m_nc_n\Delta t_1 = 0,25.4190(60 – 58,5) = 157,25 (J)$
c. Gọi nhiệt dung riêng của chì là $c_c$.
Nhiệt lượng mà chì toả ra là:
$Q_{toả} = m_cc_c\Delta t_2 = 0,3.c_c(100 – 60) = 12c_c$
Phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{toả} = Q_{thu}$
$\to 12c_c = 1571,25 \to c_c = \dfrac{1571,25}{12} = 130,9375 (J/kg.K)$
d. Nhiệt dung riêng của chì tính được không bằng nhiệt dung riêng của chì khi tra bảng vì trong quá trình trao đổi nhiệt có một phần nhiệt lượng toả ra môi trường xung quang và làm nóng bình chứa.
Giải thích các bước giải:
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Tóm tắt:
m2 = 300g = 0,3kg
t2 = 100°C
m1 = 250g = 0,25kg
c1= 4 190J/kg.K
t1 = 58,5°C
t = 60°C
c2 ? J/kg.K C2
Giải:
a) Nhiệt độ cuối cùng của chì là 60°C ( đây cũng là nhiệt độ cuối cùng của nước)
b) Nhiệt lượng nước thu vào:
Qthu = m1.c1 .(t – t1) = 4 190 . 0,25.(60 – 58,5) = 1 571,25 J
c) Nhiệt lượng trên do chì tỏa ra, do đó tính nhiệt dung riêng của chì:
Qtỏa = m2.c2. (t1- t) = 0,3.c2. (100 – 60) = 0,3. C2 . 40 = 12.c2 J
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Q tỏa = Q thu
⇔ 12.c2 = 1 571,25
⇒ c2 = 1 572, 25 : 12 ≈130,93 J/kg.K
d) Tra bảng ta thấy nhiệt dung riêng của chì là: 130 J/kg.K
Nhiệt dung riêng của chì tính được với nhiệt dung riêng của chì tra trong bảng gần bằng nhau. Sở dĩ có sự chênh lạch nhiệt độ là vì có 1 phần nhiệt lượng truyền ramôi trường bên ngoài ở xung quanh.