Một người thả 300(g) chì ở nhiệt độ 1000C vào 250(g) nước ở nhiệt độ 58,50C làm cho nước nóng lên tới 600C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K và bỏ qua sự hao phí nhiệt ra môi trường bên ngoài. Hãy tính:
a) Nhiệt độ của chì khi có cân bằng nhiệt ?
b) Nhiệt lượng nước đã thu vào ?
c) Nhiệt dung riêng của chì?
Trả lời bởi giáo viên
Tóm tắt:
Khối lượng chì: m1 = 300g = 0,3kg; t1 = 1000C
Khối lượng nước: m2 = 250g = 0,25kg; t2 = 58,50C ; c2 = 4200J/kg.K;
Nước nóng lên tới: t0 = 600C
a) Nhiệt độ của chì khi xảy ra cân bằng nhiệt?
b) Q2 = ? (J)
c) c1 = ? (J/kg.K)
Lời giải:
a) Sau khi thả chì ở 1000C vào nước ở 58,50C làm nước nóng lên đến 600C. Thì 600C chính là nhiệt độ cân bằng của hệ hai chất đã cho. Đây cũng chính là nhiệt độ của chì sau khi đã xảy ra cân bằng nhiệt.
b) Nhiệt lượng của nước đã thu vào để tăng nhiệt độ từ 58,50C đến 600C là:
\({Q_2} = {m_2}.{c_2}.\left( {{t_0} - {t_2}} \right) = 0,25.4200.\left( {60 - 58,5} \right) = 1575\,\,\,\left( J \right)\)
c) Nhiệt lượng của chì đã toả ra khi hạ nhiệt độ từ 1000C xuống 600C là:
\({Q_1} = {m_1}.{c_1}.\left( {{t_1} - {t_0}} \right) = 0,3.{c_1}.\left( {100 - 60} \right) = 12.{c_1}\,\,\,\left( J \right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt Qtoả = Qthu .
Suy ra:
\({Q_1} = {Q_2} \Leftrightarrow 1575 = 12.{c_1} \Rightarrow {c_1} = \frac{{1575}}{{12}} = 131,25{\rm{ }}\,\left( {J/kg.K{\rm{ }}} \right)\)
Đáp số:
a) 600C
b) 1575 J
c) 131,25 J/kg.K
Hướng dẫn giải:
Miếng chì tỏa nhiệt còn nước thì thu nhiệt.
Công thức tính nhiệt lượng để vật nóng lên là Q = m.c.(t2 – t1)
Công thức tính nhiệt lượng vật tỏa ra để nguội đi là Q = m.c.(t1 – t2)
Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu