Tìm hiểu cách đo nhiệt lượng bằng nhiệt lượng kế.
Rót nước ở nhiệt độ t1 = 200C vào một nhiệt lượng kế(Bình cách nhiệt). Thả trong nước một cục nước đá có khối lượng m2 = 0,5kg và nhiệt độ t2 = - 150C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết khối lượng nước đổ vào m1 = m2. Cho nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/Kgđộ; Của nước đá C2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.105J/kg. Bỏ qua khối lượng của nhiệt lượng Rót nước ở nhiệt độ t1 = 200C vào một nhiệt lượng kế(Bình cách nhiệt). Thả trong nước một cục nước đá có khối lượng m2 = 0,5kg và nhiệt độ t2 = - 150C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết khối lượng nước đổ vào m1 = m2. Cho nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/Kgđộ; Của nước đá C2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.105J/kg. Bỏ qua khối lượng của nhiệt lượng kế
Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C
một nhiệt lượng kế bằng nhôm có chứa nước khối lượng tổng cộng là 1kg ở nhiệt độ 25 độ cho vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng có khối lượng 0,5 kg ở 100 độ nhiệt độ lúc cân bằng là 30 độ . tìm khối lượng của nước và nhiệt lượng kế
Hãy ghép mỗi ý ở cột bên trái với một dụng cụ đo ở bên phải để được một câu đúng.
1. Đo cường độ dòng điện bằng 2. Đo trọng lượng bằng 3. Đo hiệu điện thế bằng 4. Đo nhiệt độ bằng 5. Đo khối lượng bằng |
a. vôn kế. b. bình tràn. c. cân. d. ampe kế. e. lực kế. g. nhiệt kế. |
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có chứa nước, khối lượng tổng cộng là 1kg ở nhiệt độ 25oC. Cho vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng có khối lượng 0,5kg ở 100oC. Nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt là 30oC. Tìm khối lượng của nước và khối lượng nhiệt lượng kế. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, đồng, nước lần lượt là 880J/kgK, 380J/kgK và 4200J/kgK.
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có chứa nước khối lượng tổng là 1kg ở hai mươi lăm độ C cho vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng có khối lượng 0,5kg ở 100 °C nhiệt độ cân bằng là 30 °C tìm khối lượng của nhiệt lượng kế và nước
\(c_{nước}=4200\)J/kg.K
\(c_{nhôm}=880\)J/kg.K
\(c_{đồng}=393\)J/kg.K
Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}m_{nước}=m_1\left(g\right)\\m_{nhiệtkế}=m_2\left(g\right)\end{matrix}\right.\Rightarrow m_1+m_2=1\left(1\right)\)
Nhiệt lượng nhiệt kế bằng nhôm thu đc:
\(Q_{thu}=\left(m_1\cdot4200+m_2\cdot880\right)\cdot\left(30-25\right)=5\left(4200m_1+880m_2\right)J\)
Nhiệt lượng quả cân bằng đồng tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=0,5\cdot393\cdot\left(100-30\right)=13755J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow5\cdot\left(4200m_1+880m_2\right)=13755\)
\(\Rightarrow4200m_1+880m_2=2751\left(2\right)\)
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_1=0,563kg=563g\\m_2=0,463kg=463g\end{matrix}\right.\)
Một nhiệt lượng kế chứa 2kg nước ở 15 0 C . Cho vào nhiệt lượng kế quả cân bằng đồng thau có khối lượng 500g ở 100 0 C . Tìm nhiệt độ cân bằng của hệ. Coi rằng vỏ nhiệt lượng kế không thu nhiệt. Cho các nhiệt dung riêng của đồng là c 1 = 3 , 68 . 10 2 J / k g . K , nước là c 2 = 4 , 186 k J / k g . K
A. 12 , 5 0 C
B. 13 , 1 0 C
C. 17 , 6 0 C
D. 16 , 8 0 C
Gọi t1=150C - nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế
t2=1000C - nhiệt độ của quả cân bằng đồng thau
t - nhiệt độ khi cân bằng của hệ
Ta có:
Nhiệt lượng do quả cân tỏa ra:
Q q u a c a n = m q u a c a n . c 1 t 2 − − t = 0 , 5.3 , 68.10 2 . 100 − t = 18400 − 184 t
Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q H 2 O = m H 2 O . c H 2 O t − − t 1 = 2.4 , 18.10 3 . t − 15 = 8360 t − 125400
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Q t o a = Q t h u ⇔ 18400 − 184 t = 8360 t − 125400 ⇒ t = 16 , 8 0 C
Đáp án: D
Bài 5 (1,0 điểm): Cho các dụng cụ gồm: Bình chia độ với vạch chia xác định thể tích đủ nhỏ, nhiệt kế, nhiệt lượng kế, nước đá đang tan ở 00C, cốc đun, nước và nguồn nhiệt. Hãy trình bày cơ sở lý thuyết và cách tiến hành thí nghiệm để đo nhiệt lượng thu vào làm nóng chảy hoàn toàn 1kg nước đá nêu trên (nhiệt nóng chảy riêng λ của nước đá). Biết nhiệt dung riêng của nước là Cn và khối lượng riêng của nước là Dn.
Cho 3,4.105 là nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn của đá
Lấy bình chia độ đo 1l nước rồi đưa 1l đó đổ vào cốc đun rồi đun nóng đến 100oC. Sau đó thả 1kg đá ở 0oC vào
Nhiệt lượng đá thu vào để tăng đến 3,4.105 là
\(Q_1=\lambda m=3,4.10^5.1=340000J=340kJ\)
Nhiệt lượng để đá tan hoàn toàn là
\(Q_2=mc\Delta t=1.1800\left(340000-100\right)=6118200kJ\)
Nhiệt lượng cần thiết là
\(Q=Q_1+Q_2=6118540kJ\)
Nêu cách đo , đơn vị đo , dụng cụ thường dùng để đo : chiều dài , đo khối lượng , đo thời gian , đo nhiệt độ . Nhiệt kế dùng chất lỏng hoạt động dựa trên ứng dụng sự nở của chất nào ?
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 500 gam đường 2l nước ở nhiệt độ 25 °C. Tha vào nhiệt lượng kế một thỏi sắt nặng 2kg sau khi cân bằng nhiệt người ta đo nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 40 °C. Hãy tính nhiệt độ của thỏi sắt trước khi thả vào nước ? (Biết nhiệt dung riêng của nước,nhôm,sắt lần lượt là 4200J/kg.K ,; 880J/kg.K ,; 460J/kg.K. Khối lượng riêng của nước 1000kg/m^3.)Bỏ qua mọi sự mất nhiệt ra môi trường
gọi t là nhiệt độ ban đầu của thỏi sắt
đổi 500g = 0,5kg
2 lít = 0,002 (m3)
m = v . D = 0,002 . 1000 = 2 (kg)
nhiệt lượng thu vào để nhiệt lượng kế từ 25oC đến 40oC là :
Q1 = m1 . c1 . \(\Delta t_1\) = 0,5 . 880. ( 40 - 25 ) = 6600 (J)
nhiệt lượng thu vào để nước từ 25oC đến 40oC là:
Q2 = m2 . c2 . \(\Delta t_2\) = 2.4200.(40-25) = 126000 (J)
nhiệt lượng tỏa ra của thỏi sắt từ toC đến 40oC là :
Q3 = m3 . c3 . \(\Delta t_3\) = 2.460.(t-40) = 920t - 36800
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt. ta có :
Q1 + Q2 = Q3
=> 6600 + 126000 = 920t - 36800
=> 132600 = 920t - 36800
=>920t = 169400
=> t = 184,13oC