Question

Câu 2: (3 điểm)  Một miếng thép khối lượng m = 1,1 kg được nung đến 500⁰C rồi thả vào một ấm đựng 2 kg nước ở 20⁰C, ấm làm bằng nhôm có khối lượng 0,5 kg. Cho nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K, nhôm là 880 J/kg.K, thép là 460 J/kg.K.

a. Tính nhiệt độ cuối cùng của hệ nếu bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường.

b. Nếu chỉ có 80% nhiệt lượng miếng thép tỏa ra truyền cho ấm nước thì nhiệt độ cân bằng của hệ là bao nhiêu.

Answer 1

a)Gọi nhiệt độ cân bằng cuối cùng của hệ là \(t^oC\)

Nhiệt lượng miếng thép tỏa ra:

\(Q_{tỏa}=m_{thép}\cdot c_{thép}\cdot\left(t_1-t\right)\)

        \(=1,1\cdot460\cdot\left(500-t\right)=506\cdot\left(500-t\right)\left(J\right)\)

Nhiệt lượng ấm nhôm thu vào:

\(Q_{thu}=\left(m_{ấm}\cdot c_{nhôm}+m_{nước}\cdot c_{nước}\right)\cdot\left(t_2-t\right)\)

        \(=\left(0,5\cdot880+2\cdot4200\right)\left(t-20\right)=8840\left(t-20\right)\left(J\right)\)

Cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)

\(\Rightarrow506\left(500-t\right)=8840\left(t-20\right)\)

\(\Rightarrow t\approx46^oC\)

b)Nếu chỉ có 80% nhiệt lượng thép tỏa ra thì:

\(Q_{tỏa}'=80\%Q_{tỏa}=506\cdot\left(500-t'\right)\cdot80\%=404,8\left(500-t'\right)\left(J\right)\)

Cân bằng nhiệt lúc này:   \(Q_{tỏa}'=Q_{thu}\)

\(\Rightarrow404,8\left(500-t'\right)=8840\left(t'-20\right)\)

\(\Rightarrow t'\approx41^oC\)