Một ấm nước bằng nhôm có khối lượng 400g chứa 2 lít nước ở `30^oC`. Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là C1 = 4200J/kg.K ; C2 = 880J/kg.K. a. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước b. Nếu bỏ 1 thỏi đồng nặng 0,5 kg vào ấm nước đang sôi trên, tính nhiệt độ cuối của ấm khi có cân bằng nhiệt xảy ra. Biết nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là `35^oC`, Cđồng = 380J.kg.K .
(Yêu cầu : chắc chắn thì làm, yêu cầu có tâm:"))
a. 400g=0,4kg ; Vnước=2l \(\Rightarrow\) mnước=2kg.
-Nước sôi: \(t_2=100^oC\)
-Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước là:
\(Q=m_{nước}.c_{nước}.\left(t_2-t_1\right)+m_{ấm}.c_{nhôm}.\left(t_2-t_1\right)\)
\(=\left(t_2-t_1\right)\left(m_{nước}.c_{nước}+m_{ấm}.c_{nhôm}\right)\)
\(=\left(100-30\right)\left(2.4200+0,4.880\right)\)
\(=612640\left(J\right)\)
b.
-Nhiệt lượng đồng thu vào để tăng nhiệt độ là:
\(Q_1=m_{đồng}.c_{đồng}.\left(t-t_3\right)=0,5.380.\left(t-35\right)=190\left(t-35\right)\left(J\right)\)
-Nhiệt lượng ấm tỏa ra để giảm nhiệt độ là:
\(Q_2=m_{ấm}.c_{nhôm}.\left(t_2-t\right)=0,4.880.\left(100-t\right)=352\left(100-t\right)\left(J\right)\)
-Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm nhiệt độ là:
\(Q_3=m_{nước}.c_{nhôm}.\left(t_2-t\right)=2.4200.\left(100-t\right)=8400\left(100-t\right)\left(J\right)\)
-Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_1=Q_2+Q_3\)
\(\Rightarrow190\left(t-35\right)=352\left(100-t\right)+8400\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow190\left(t-35\right)=8752\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow190\left(t-35\right)-8752\left(100-t\right)=0\)
\(\Rightarrow190t-6650-875200+8752t=0\)
\(\Rightarrow8942t=881850\)
\(\Rightarrow t\approx98,62^oC\)
-Tóm tắt:
\(V_{nước}=2l\Rightarrow m_{nước}=2kg\)
\(m_{ấm}=400g=0,4kg\)
\(m_{đồng}=0,5kg\)
\(t_1=30^oC\)
\(t_2=100^oC\)
\(t_3=35^oC\)
\(c_{nước}=4200\) J/(kg.K)
\(c_{nhôm}=880\) J/(kg.K)
\(c_{đồng}=380\) J/(kg.K)
____________________
a. \(Q=?J\)
b. \(t_{cb}=t=?^oC\)
