Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm khối lượng 50g ở nhiệt độ 136 độ C vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 độ C. Biết nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18độ C và muốn cho nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1độ C thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của kẽm là 210J/kg.K, của chì là 130J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong hợp kim?
Đáp án:
Chì : 0,005 kg
kẽm : 0 , 045 kg
Giải thích các bước giải:
Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:
mc + mk = 0,05kg=50g (1)
Nhiệt lượng do chì và kẽm tỏa ra là :
Q1=mc×cc(136-18)=15340mc
Q2=mk×ck(136-18)=24780mk
Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:
Q3=mn×cn(18-14)=0,05×4200×4=840j
Q4=65,1×(18-14)=260,4j
Cân bằng phương trình nhiệt: Q1+Q2=Q3+Q4
15340mc + 24780mk = 1100.4 và mc + mk = 0,05kg (2)
Từ 1 và 2 => mc = 0 , 005 k g
mk = 0 , 045 kg
Học tốt
Đáp án:
Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của miếng hợp kim, ta có t1=1360C
t2 là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có t2=140C
t=180C – nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế
Nhiệt lượng toả ra
Q Z n = m Z n . C Z n ( t 1 − t ) Q P b = m P b . C P b ( t 1 − t ) ⇔ = m Z n .337. ( 136 − 18 ) = 39766 m Z n = m P b .126. ( 136 − 18 ) = 14868 m P b
Nhiệt lượng thu vào
Q H 2 O = m H 2 O . C H 2 O ( t − t 2 ) = 100 1000 .4180 ( 18 − 14 ) = 1672 J Q N L K = C ‘ ( t − t 2 ) = 50. ( 18 − 14 ) = 200 J
Ta có, phương trình cân bằng nhiệt:
Q t o a = Q t h u ↔ 39766 m Z n + 14868 m P b = 1672 + 200 1
Mặt khác, theo đầu bài, ta có:
m Z n + m P b = 50 g = 0 , 05 k g 2
Từ (1) và (2), ta có:
39766 m Z n + 14868 m P b = 1872 m Z n + m P b = 0 , 05 → m Z n = 0 , 045
b = 4 , 67.10 − 3 ≈ 0 , 005 k g