Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng \(100g\). Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa \(500g\) nước ở nhiệt độ \({20^0}C\). Khi đó nhiệt độ của nước tăng thêm \({10^0}C\), biết nhiệt dung riêng của sắt là \(478{\rm{ }}J/\left( {kg.K} \right)\), của nước là \(4180{\rm{ }}J/\left( {kg.K} \right)\). Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng:
Trả lời bởi giáo viên
Gọi \({t_1}\) - là nhiệt độ của lò nung (hay của miếng sắt đặt trong lò)
\({t_2} = {20^0}C\) là nhiệt độ ban đầu của nước
\(t\) - là nhiệt độ cân bằng
Ta có, khi cân bằng nhiệt độ của nước tăng thêm \({10^0}C\)
Ta suy ra: \(t = 20 + 10 = {30^0}C\)
Ta có:
+ Nhiệt lượng do sắt tỏa ra: \({Q_1}\; = {\rm{ }}{m_1}{c_1}\left( {{t_1}\;-{\rm{ }}t} \right)\)
+ Nhiệt lượng do nước thu vào: \({Q_2}\; = {\rm{ }}{m_2}{c_2}\left( {t{\rm{ }}-{\rm{ }}{t_2}} \right)\)
+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\(\begin{array}{l}\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{Q_1} = {Q_2}\\ \Leftrightarrow {m_1}{c_1}\left( {{t_1}-t} \right) = {m_2}{c_2}\left( {t-{t_2}} \right)\end{array}\\{ \Leftrightarrow 0,1.478.\left( {{t_1}-{\rm{30}}} \right) = 0,5.4180\left( {{\rm{30}}-20} \right)}\end{array}\\ \Rightarrow {t_1} \approx 467,{2^0}C\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)
+ Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)