Question

Người ta thả đồng thời 200g sắt ở 15'C và 450g đồng ở 25'C vào 150g nước ở 80'C. Tính nhiệt độ khi cân bằng.

Answer 1

Tóm tắt

m₁ = 200g =,2kg

t₁ = 15^oC ; c₁ = 460J/kg.K

m₂ = 450g = 0,45kg

t₂ = 25^oC ; c₂ = 380J/kg.K

m₃ = 150g = 0,15kg

t₃ = 80^oC ; c₃ = 4200J/kg.K

t = ?

Giải

Ta thấy nhiệt độ của nước cao hơn sắt và đồng khá nhiều nên vật tỏa nhiệt là nước và vật thu nhiệt là đồng và sắt.

Nhiệt lượng sắt thu vào khi tăng nhiệt độ từ t₁ = 15^oC lên nhiệt độ cân bằng t là:

\(Q_1=m_1.c_1\left(t-t_1\right)\)

Nhiệt lượng đồng thu vào khi tăng nhiệt độ từ t₂ = 25^oC lên nhiệt độ cân bằng t là:

\(Q_2=m_2.c_2\left(t-t_2\right)\)

Nhiệt lượng nước tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t₃ = 80^oC xuống nhiệt độ cân bằng t là:

\(Q_3=m_3.c_3\left(t_3-t\right)\)

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_3=Q_1+Q_2\\ \Rightarrow m_3.c_3\left(t_3-t\right)=m_1.c_1\left(t-t_1\right)+m_2.c_2\left(t-t_2\right)\\ \Rightarrow0,15.4200\left(80-t\right)=2.460\left(t-15\right)+0,45.380\left(t-25\right)\\ \Leftrightarrow t\approx39,79\left(^oC\right)\)

Nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp là 39,79^oC