Thả một miếng đồng ở nhiệt độ 100 độ c vào một bình nhiệt lượng kế có chứa 3 lít nước ở 20 độ c khi có cân bằng nhiệt độ nước là 35 độ c. Cho rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa thanh đồng và nước. Hỏi a. Nhiệt độ của đồng khi có cân bằng nhiệt ? b. Nhiệt lượng mà nước đã nhận được ? và thanh đồng đã tỏa ra nhiệt lượng là bao nhiêu?
(Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K)
Đáp án:
a. $t_{cb} = 35^0C $.
b. $Q_{thu} = Q_{toả} = 189000J$
Giải thích các bước giải:
$t_1 = 100^0C$
$V = 3l => m_2 = 3kg$
$t_2 = 20^0C$
$t_{cb} = 35^0C $
$c_1 = 380J/kg.K$
$c_2 = 4200J/kg.K$
$t= ? $
$Q_{thu}$
$Q_{toả}$
a. Nhiệt độ của đồng khi có cân bằng nhiệt bằng nhiệt độ của nước và bằng $t_{cb} = 35^0C $.
b. Nhiệt lượng mà nước đã nhận được là:
$Q_{thu} = m_2.c_2(t_{cb} – t_2) = 3.4200(35 – 20) = 189000J$
Vì chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa thanh đồng và nước nên nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng thanh đồng toả ra. Do đo, $Q_{thu} = Q_{toả} = 189000J$
Đáp án :
Nhiệt độ của đồng ngay sau khi cân bằng nhiệt là 35°C
Nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt lượng mà đồng tỏa ra và bằng 189000 J
Khối lượng của đồng là 7,65kg
Giải thích các bước giải :
Nhiệt độ cuối cùng của nước là 35°C nên nhiệt độ của đồng ngay sau có sự cân bằng nhiệt là 35°C
V=3 lít => m’=3kg
Nhiệt lượng mà nước thu vào
Q1=3.4200.(35-20)=189000 (J)
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt độ mà đồng tỏa ra
Q1=Q2=189000 (J)
Gọi m (kg) là khối lượng của đồng
Nhiệt lượng mà đồng tỏa ra
Q2=m.380.(100-35)
=> 189000=24700.m
=> m=7,65
Khối lượng của đồng là 7,65 kg