Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,2kg được đun nóng tới 1500C vào một cốc đựng nước ở 250C, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 500C. Tính khối lượng của nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K.
Trả lời bởi giáo viên
Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra:
\({Q_{toa}}\; = {m_{Al}}.{c_{Al}}.\left( {{t_{Al}} - t} \right) = 0,2.880.\left( {150 - 50} \right) = 17600J\)
Nhiệt lượng do nước thu vào:
\({Q_{thu}}\; = {m_n}.{c_n}.\left( {t - {t_n}} \right) = {m_n}.4200.\left( {50 - 25} \right) = 105000.{m_n}\,\left( J \right)\)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
\({Q_{toa}}\; = {Q_{thu}}\; \Leftrightarrow 105000.{m_n}\; = 17600 \Rightarrow {m_n} = 0,17kg\)
Hướng dẫn giải:
+ Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t
Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)
+ Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu