1/ người ta thả một cục sát khối lượng 2 kg ở 100 độ C vào một xô chứa 4kg nước ở nhiệt độ 30 độ C. tính nhiệt độ trong xô nước khi đã có sự cân bằng nhiệt. cho biết nhiệt dung riêng của sát là 460J/kg.K. nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh bằng 10% nhiệt lượng do sắt tỏa ra.
2/ một chậu đồng có khối lượng 500g đang đựng 5 lít nước ở 20 độ C. người thợ rèn nhúng thỏi sắt có khối lượng 2kg được lấy từ trong bếp lò. nhiệt độ của chậu nước sau khi cân bằng nhiệt là 30 độ C. biết nhiệt dung riêng của đồng, sắt, nước lần lượt là 380J/kg.K; 460J/kg.K; 4200 J/kg.K. tính nhiệt độ của bếp lò trong hai trường hợp:
a) nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ không đáng kể
b) nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thị bằng 20% nhiệt lượng do thỏi sắt tỏa ra.
Câu 1
Tóm tắt:
m1=2kg
m2= 4kg
t1= 100ºC
t2= 30ºC
Theo đầu bài ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Q1=Q2
<=> m1*C1*\(\Delta t\)1= m2*C2*\(\Delta t\)2
<=> 2*460* [0,1*( 100-X)]= 4*4200*( X-30)
=> X= 30,38ºC
Nhiệt lượng trong xô là 30,38ºC
2/ một chậu đồng có khối lượng 500g đang đựng 5 lít nước ở 20 độ C. người thợ rèn nhúng thỏi sắt có khối lượng 2kg được lấy từ trong bếp lò. nhiệt độ của chậu nước sau khi cân bằng nhiệt là 30 độ C. biết nhiệt dung riêng của đồng, sắt, nước lần lượt là 380J/kg.K; 460J/kg.K; 4200 J/kg.K. tính nhiệt độ của bếp lò trong hai trường hợp:
a) nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ không đáng kể
b) nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thị bằng 20% nhiệt lượng do thỏi sắt tỏa ra.
Tóm tắt:
m1 = 500g = 0,5kg ; t1 = 20oC ; c1 = 380J/kg.K
V2 = 5l = 0,005m3 ; t2 = 20oC ; c2 = 4200J/kg.K
m3 = 2kg ; t3 ; c3 = 460J/kg.K
t = 30oC
___________________________________________
t3 = ?
Giải.
Khi nhúng thỏi sắt vào chậu nước thì chậu và nước thu nhiệt lượng, thỏi sắt tỏa nhiệt lượng.
Nhiệt lượng chậu đồng thu vào đến khi có cân bằng nhiệt là:
\(Q_1=m_1.c_1.\left(t-t_1\right)=0,5.380.\left(30-20\right)=1900\left(J\right)\)
Khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m3, vậy khối lượng của lượng nước trong chậu là:
\(m_2=V_2.D_2=0,005.1000=5\left(kg\right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào đến khi có cân bằng nhiệt là:
\(Q_2=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)=5.4200.\left(30-20\right)=210000\left(J\right)\)
Nhiệt lượng thỏi sắt tỏa ra đến khi có cân bằng nhiệt là:
\(Q_3=m_3.c_3.\left(t_3-t\right)=2.460.\left(t_3-30\right)=920t_3-27600\)
a) Trong trường hợp bỏ qua nhiệt lượng truyền cho môi trường thì theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
\(Q_1+Q_2=Q_3\\ \Rightarrow1900+210000=920t_3-27600\\ \Rightarrow239500=920t_3\\ \Rightarrow t_3\approx260,33\left(^oC\right)\)
b) Trong trường hợp nhiệt lượng truyền ra môi trường bằng 20% nhiệt lượng do thỏi sắt tỏa ra tức là chỉ có 80% nhiệt lượng được truyền vào chậu nước.
\(\Rightarrow Q_1+Q_2=0,8Q_3\\ \Rightarrow1900+210000=(920t_3-27600).0,8\\ \Rightarrow920t_3=\dfrac{1900+210000}{0,8}+27600=292475\\ \Rightarrow t_3\approx317,91\left(^oC\right)\)
Kết luận: a) \(t_3\approx260,33^oC\) ; b) \(t_3\approx317,91^oC\)
