Question

Một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 200g chứa 1 lít nước ở nhiệt độ 15^oC. Người ta thả vào một thỏi nhôm ở 100^oC. Nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế khi cân bằng là 20^oC. Tính khối lượng của nhôm. Bỏ qua sự mất mát nhiệt cho môi trường. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K

Answer 1

m₁ = 200g = 0,2kg ; V₂ = 1l = 10^-3m³ ; t₁ = 15^oC ; t₂ = 100^oC ;

t = 20^oC ; c₁ = 380J/kg.K ; c₂ = 4200J/kg.K ; c₃ = 880J/kg.K

Khi thả thỏi nhôm có nhiệt độ lớn hơn vào nhiệt lượng kế chữa nước có nhiệt độ nhỏ hơn thì thỏi nhôm tỏa nhiệt lượng, nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng.

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào đến khi cân bằng nhiệt độ:

\(Q_1=m_1.c_1\left(t-t_1\right)=0,2.380.\left(20-15\right)=380\left(J\right)\)

Khối lượng nươc trong nhiệt lượng kế:

\(m_2=D_n.V_2=1000.10^{-3}=1\left(kg\right)\)

Nhiệt lượng nước thu vào cho đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_2=m_2.c_2\left(t_1-t\right)=1.4200\left(20-15\right)=21000\left(J\right)\)

Nhiệt lượng thỏi nhôm tỏa ra cho đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_3=m_3.c_3\left(t_2-t\right)=m_3.880\left(100-20\right)=88000m_3-17600m_3=70400m_3\)

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_3=Q_1+Q_2\\ \Rightarrow70400m_3=21000+380\\ \Rightarrow m_3=0,3037\left(kg\right)\)

Khối lượng thỏi nhôm là 0,3037(kg)