Question

Đổ 200g nước sôi vào một chiếc cốc thủy tinh có khối lượng 120g đang ở 20 độ. Sau 5 phút, nhiệt độ cốc nước là 40 độ. Xem sự mất mát nhiệt xảy ra đều đặn, hãy xác định công suất tỏa nhiệt trung bình của cốc nước ra môi trường xung quanh, nhiệt dung riêng của nước và thủy ngân là 4200J/kg.K và 840J/kg.K.

Answer 1

m₁ = 200g = 0,2 kg ; c₁ = 4200J/kg.K ; t₁ = 100^oC

m₂ = 120g = 0,12 kg ; c₂ = 840 J/kg.K ( c₂ là nhiệt dung riêng của thủy tinh ) ; t₂ = 20^oC

t = 40^oC ; gọi T là thời gian xảy ra cân bằng nhiệt, T = 5 phút = 300 giây

Nhiệt lượng nước sôi tỏa ra là:

Q₁ = m₁.c₁.(t₁ - t ) = 0,2.4200.(100 - 40) = 50400 (J)

Nhiệt lượng cốc thủy tinh thu vào là:

Q₂ = m₂.c₂.( t - t₂ ) = 0,12.840.(100 - 20) = 8064 (J)

Nhiệt lượng hao phí đã tỏa ra môi trường là:

Q_hp = Q₁ - Q₂ = 50400 - 8064 = 42336 (J)

Vì sự mất nhiệt này xảy ra đề đặn nên công suất trung bình của cốc nước ra môi trường xung quanh là:

P = \(\dfrac{Q_{hp}}{T}=\dfrac{42336}{300}=141,12\left(\text{W}\right)\)