Bài 7 trang 173 SGK Vật lí 10

Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta ...

Quảng cáo

Đề bài

Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta thả vào bình một miếng sắt khối lượng 0,2 kg đã được nung  nóng tới 75oC. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.

Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/(kg.K) ; của nước là 4,18.103 J/(kg.K), của sắt là 0,46 J/(kg.K).

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t

Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)

Lời giải chi tiết

Ta có:

Gọi \(m_1,m_2,m_3\) lần lượt là khối lượng của bình nhôm, nước và miếng sắt

\(t_1\) là nhiệt độ ban đầu của bình nhôm và nước ở trong bình

Theo đầu bài, ta có \(t_1=20^0C\)

\(t_2=75^0C\) là nhiệt độ ban đầu của miếng sắt

t là nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt.

Ta có:

\(\left\{ \matrix{
{m_1} = 0,5kg;{t_1} = {20^0}C;{c_1} = 896J/\left( {kg.K} \right) \hfill \cr
{m_2} = 0,118kg;{t_1} = {20^0}C;{c_2} = {4,18.10^3}J/ ({kg.K} ) \hfill \cr
{m_3} = 0,2kg;{t_3} = {75^0}C;{c_3} = {0,46.10^3}J/\left( {kg.K} \right) \hfill \cr} \right.\)

- Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào: 

\({Q_1} = {m_1}{c_1}\left( {t - {t_1}} \right)\)

Nhiệt lượng mà nước thu vào:

\({Q_2} = {m_2}{c_2}\left( {t - {t_1}} \right)\)

=> Tổng nhiệt lượng thu vào của bình nhôm và nước: 

\({Q_{thu}} = {Q_1} + {Q_2} = \left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\left( {t - {t_1}} \right)\)

- Nhiệt lượng do sắt tỏa ra là : 

\({Q_{toa}} = {m_3}{c_3}\left( {{t_2} - t} \right)\)

- Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow {m_3}{c_3}\left( {{t_2} - t} \right) = \left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\left( {t - {t_1}} \right)\\ \Leftrightarrow 0,2.0,{46.10^3}\left( {75 - t} \right) = \left( {0,5.896 + 0,118.4,{{18.10}^3}} \right)\left( {t - 20} \right)\\ \Leftrightarrow 6900 - 92t = 941,24t - 18824,8\\ \Rightarrow t \approx {25^0}C\end{array}\)

Loigiaihay.com

Quảng cáo

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

close