Người ta thả 1 miếng đồng có khối lượng m1 = 0,2kg đã được đốt nóng đến nhiệt độ t1 vào 1 nhiệt lượng kế chứa m2 == 0,28kg nước ở nhiệt độ t2 = 20độC. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là t3 = 80độC. Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của đồng và nước lần lượt là c1 = 400J/kgK D1 = 8900kg/m3, c2 = 4200J/kgK, D2 = 1000 kg/m3; nhiệt hóa hơi của nước là L = 2,3 . 10^6 J/kg.Bỏ qua sự tđ nhiệt với nlk và với môi trường. 1. Xđ nđ ban đầu t1 của đồng. 2 Sau đó, người ta thả thêm 1 miếng đồng khối lựng m3 cx nđ t1 và nlk thì khi lập lại CBN, mực nc trong nlk vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m3. XĐ kl miếng đồng m3. Giúp em gấp với ạ!!!!

1. Ta có PTCBN:

     `c_{1}``m_{1}`(`t_{1}` - 80) = `c_{2}``m_{2}`(80 - 20)

⇔ `c_{1}``m_{1}``t_{1}` - 80`c_{1}``m_{1}` = 60`c_{2}``m_{2}`

⇔ `t_{1}` = `962^o` C

2. Khi thả thêm `m_{3}` ở `t_{1}` vào nhiệt lượng kế, sau khi CBN mà mực nước vẫn không thay đổi, chứng tỏ nước bị hóa hơi 1 phần và nhiệt độ cuối cùng của NLK là `100^o` và thể tích phần nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng `m_{3}` và bằng: V = `m_{3}/D_{1}`

⇒ Khối lượng nước đã hóa hơi là:

        `m_{4}` = `D_{2}` . V = `D_{2}` . `m_{3}/D_{1}` = `m_{3}` . `D_{2}/D_{1}`

Ta có PTCBN:

     `c_{1}``m_{3}(962 - 100) = `c_{2}``m_{2}`(100 - 80) + `c_{1}``m_{1}`(100 - 80) + L`m_{4}`

⇔  `m_{3}` ≈ 0,291 (kg)

             Đ/s.

Đáp án:

1. \({962^o}C\)

2. \(0,29kg\)

Giải thích các bước giải:

1. Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

\(\begin{array}{l}
{m_1}{c_1}\left( {{t_1} - {t_3}} \right) = {m_2}{c_2}\left( {{t_3} - {t_2}} \right)\\
 \Rightarrow 0,2.400\left( {{t_1} - 80} \right) = 0,28.4200\left( {80 - 20} \right)\\
 \Rightarrow {t_1} = {962^o}C
\end{array}\)

2. Do mực nước sau khi thả = mực nước trước khi thả nên có nước bốc hơi. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 100 độ C.

Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra là:

\(\begin{array}{l}
{Q_1} = {m_3}{c_1}\left( {{t_1} - 100} \right) = {m_3}.400\left( {962 - 100} \right)\\
 \Rightarrow {Q_1} = 344800{m_3}
\end{array}\)

Thể tích miếng đồng thả thêm là:

\(V = \dfrac{{{m_3}}}{{{D_1}}} = \dfrac{{{m_3}}}{{8900}}\)

Nhiệt lượng nước và miếng đồng ban đầu thu vào là:

\(\begin{array}{l}
{Q_2} = \left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\left( {100 - {t_3}} \right) + {m_4}L\\
 \Rightarrow {Q_2} = \left( {0,2.400 + 0,28.4200} \right)\left( {100 - 80} \right) + \dfrac{{{m_3}}}{{8900}}.1000.2,{3.10^6}\\
 \Rightarrow {Q_2} = 25120 + 258426,97{m_3}\\
 \Rightarrow 344800{m_3} = 25120 + 258426,97{m_3}\\
 \Rightarrow {m_3} = 0,29kg
\end{array}\)