Bài 1. a) Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15 0C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g,rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100 0C.Tính nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt .Biết nhiệt dung riêng của nước và của đồng lần lượt là 4 200 J/kg.K, 380 J/kg.K.
b) Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ cảu quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng nước, coi chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.
Bài 1.
a)Gọi nhiệt độ bắt đầu khi cân bằng là \(t^oC\).
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào là:
\(Q_{thu}=\left(m_1c_1+m_2c_2\right)\left(t-t_1\right)\)
\(\Rightarrow Q_{thu}=\left(0,738\cdot4200+0,1\cdot380\right)\cdot\left(t-15\right)=3137,5\left(t-15\right)J\)
Nhiệt lượng miếng đồng thả vào:
\(Q_{tỏa}=m_3c_2\cdot\left(t_2-t\right)=0,2\cdot380\cdot\left(100-t\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow3137,5\cdot\left(t-15\right)=0,2\cdot380\cdot\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow t=17^oC\)
b)Nhiệt dung riêng của nhôm là \(880J\)/kg.K
Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=m_1c_1\left(t_1-t\right)=0,15\cdot880\cdot\left(100-25\right)=9900J\)
Nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_{thu}=m_2c_2\left(t-t_2\right)=m_2\cdot4200\cdot\left(25-20\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow m_2\cdot4200\cdot\left(25-20\right)=9900\)
\(\Rightarrow m_2=0,5kg\)