Thả 1 quả cầu nhôm có khối lượng 0.15kg được đun nóng tới 100oC vào 1 cốc nước ở 20oC. Sau 1 thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng của nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Cho nhiệt dug riêng của nhôm là 880J/ kg.K, của nước là 4,200J/ kg.K
Tóm tắt:
m1 = 0,15 kg
c1 = 880 J/ kg.K
t1 = 100oC
t = 25oC
c2 = 4 200 J/ kg.K
t2 = 20oC
t = 25oC
m2 = ? kg
GIẢI:
Nhiệt lượng của quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là:
\(Q_1=m_1\cdot c_1\cdot\left(t_1-t\right)=0,15\cdot880\cdot\left(100-25\right)=9900\left(J\right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là:
\(Q_2=m_2\cdot c_2\cdot\left(t-t_1\right)=m_2\cdot4200\cdot\left(25-20\right)=m_2\cdot21000\left(J\right)\)
Nhiệt lượng cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_1=Q_2=9900\left(J\right)\)
\(\Rightarrow9900=m_2\cdot21000\)
\(m_2=\dfrac{9900}{21000}\simeq0,47kg\)
Gọi m1, c1, t1 lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của quả cầu
m2, c2, t2 lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của nước
Nhiệt lượng của quả cầu tỏa ra để hạ xuống 25oC là:
Qtỏa= m1.c1.(t1-25)= 0,15.880.(100-25)= 9900 J
Nhiệt lượng của nước thu vào để tăng lên 25oC là:
Qthu= m2.c2.(25-t2)= m2.4200.(25-20)= 21000m2 J
Theo PT cân bằng nhiệt, ta có: Qtỏa = Qthu
⇔ 9900= 21000m2
⇒ m2= \(\dfrac{9900}{21000}\)≃ 0,47 kg
