Thả 1 quả cầu chì có khối lượng 2kg được nung nóng lên đến 190 độ C vào trong 1lít nước thì nhiệt độ cuối cùng của chúng là 40 độ C. Nhiệt dung riêng của cầu là 130 J/ Kg. K, của nước là 4200 J/kg.K. Bỏ qua sự mất nhiệt ra môi trường ngoài
a. Tính nhiệt lượng chì tỏa ra
b. Tính nhiệt lượng nước thu vào
c. Tính nhiệt độ tang nhiệt độ của nước
d. Tính nhiệt độ ban đầu của nước
Tóm tắt:
Vật nóng: Vật lạnh:
$m_1=2kg$ $V=1l$
$t_1=190°C$ $c_2=4200J/kg.K$
$c_1=130J/kg.K$
$t=40°C$
—————————————————–
a, $Q_t=?$
b, $Q_{th}=?$
c, $Δt_2=?$
d, $t_2=?$
Bài giải:
a, Nhiệt lượng do chì tỏa ra để nguội đi từ 190°C đến 40°C là:
$Q_t=m_1.c_1.(t_1-t)=2.130.(190-40)=39000(J)$
b, Theo phương trình cân bằng nhiệt: $Q_t=Q_{th}$
Nên nhiệt lượng do nước thu vào chính là $Q_{th}=39000(J)$
c, Đổi 1 lít = 0,001m³
Khối lượng nước là:
$m_2=D.V=1000.0,001=1(kg)$
Độ tăng nhiệt độ của nước là:
$Q_{th}=m_2.c_2.Δt_2=>Δt_2=\frac{Q_{th}}{m_2.c_2}=\frac{39000}{1.4200}≈9,286(°C)$
d, Nhiệt độ ban đầu của nước là:
$t_2=t-Δt_2=40-9,286=30,714(°C)$
Vậy . . .
Đáp án:
a. Qtoa = 39000J
b. Qthu = 39000J
c. Δt = 9,3 $^{o}C$
d. t2 = 20,7 $^{o}C$
Giải thích các bước giải:
a. Nhiệt lượng chì tỏa ra là:
${Q_{toa}} = {m_1}{c_1}\Delta t = 2.130.\left( {190 – 40} \right) = 39000J$
b. Nhiệt lượng nước thu vào là:
${Q_{thu}} = {Q_{toa}} = 39000J$
c. Độ tăng nhiệt độ của nước là:
${Q_{thu}} = {m_2}{c_2}.\Delta t’ \Rightarrow \Delta t’ = \dfrac{{{Q_{thu}}}}{{{m_2}{c_2}}} = \dfrac{{39000}}{{4200.1}} = 9,{3^o}C$
d. Nhiệt độ ban đầu của nước là:
${t_2} = {t_2}’ – \Delta t’ = 30 – 9,3 = 20,{7^o}C$