Một thau bằng nhôm có khối lượng 0,5kg, đựng 0,5lít nước ở 200C. Người ta nung nóng một thỏi đồng có khối lượng 400g lên đến nhiệt độ t0 rồi thả vào thau nhôm. Sau khi cân bằng nhiệt, thau nước nóng lên đến 250C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt ra ngoài môi trường. Biết nhiệt dung riêng của nước, nhôm, đồng lần lượt là 4200J/kg.K; 880J/kg.K; 380J/kg.K a) Tìm nhiệt độ t0 của thỏi đồng trước khi thả vào thau. b) Tiếp tục cho vào thau nước một thỏi nước đá có khối lượng m(kg) ở 00C. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong thau là 100C. Tính m. Biết cứ 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn thành nước ở 00C thì phải cung cấp cho nó một lượng nhiệt là 3,4.105J, nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/kg.K.
Đáp án:
a)
\[{t_0} = 108,{55^o}C\]
b)
\[m = 0,106kg\]
Giải thích các bước giải:
a) Nhiệt lượng thỏi đồng thả ra là:
\[{Q_1} = 0,4.380\left( {{t_0} – 25} \right) = 152\left( {{t_0} – 25} \right)\]
Nhiệt lượng thau và nước thu vào là:
\[{Q_2} = \left( {0,5.880 + 0,5.4200} \right)\left( {25 – 20} \right) = 12700J\]
Phương trình cân bằng nhiệt:
\[{Q_1} = {Q_2} \Rightarrow {t_0} = 108,{55^o}C\]
b) Nhiệt lượng thau nước tỏa ra là:
\[{Q_3} = \left( {0,5.880 + 0,5.4200 + 0,4.380} \right)\left( {25 – 10} \right) = 40380J\]
Nhiệt lượng đá thu vào là:
\[{Q_4} = m.3,{4.10^5} + m.4200.10 = 382000m\]
Phương trình cân bằng nhiệt:
\[{Q_3} = {Q_4} \Rightarrow m = 0,106kg\]