Bài 1. a) Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15 0C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g,rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100 0C.Tính nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt .Biết nhiệt dung riêng của nước và của đồng lần lượt là 4 200 J/kg.K, 380 J/kg.K.
b) Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ cảu quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng nước, coi chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.
Bài 1.
a)Gọi nhiệt độ bắt đầu khi cân bằng là \(t^oC\).
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào là:
\(Q_{thu}=\left(m_1c_1+m_2c_2\right)\left(t-t_1\right)\)
\(\Rightarrow Q_{thu}=\left(0,738\cdot4200+0,1\cdot380\right)\cdot\left(t-15\right)=3137,5\left(t-15\right)J\)
Nhiệt lượng miếng đồng thả vào:
\(Q_{tỏa}=m_3c_2\cdot\left(t_2-t\right)=0,2\cdot380\cdot\left(100-t\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow3137,5\cdot\left(t-15\right)=0,2\cdot380\cdot\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow t=17^oC\)
b)Nhiệt dung riêng của nhôm là \(880J\)/kg.K
Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=m_1c_1\left(t_1-t\right)=0,15\cdot880\cdot\left(100-25\right)=9900J\)
Nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_{thu}=m_2c_2\left(t-t_2\right)=m_2\cdot4200\cdot\left(25-20\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Rightarrow m_2\cdot4200\cdot\left(25-20\right)=9900\)
\(\Rightarrow m_2=0,5kg\)
1 khối kim loại A có khối lượng m=490g ,nhiệt độ ban đầu tA=80độC .Thả khối A vào 1 bình nhiệt lượng kế có chứa nước .Nước trong bình ban đầu có nhiêt độ t h2o=20độC ,khối lượng m h2o=200g ,nhiệt dung riêng C h2o=4200J/kg.K .Khối lượng kim loại A là 1 hợp kim của d0o62ng và sắt .Khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của đồng là D1=8900kg/m3 ,C1=380J/kg.K và của sắt là D2=7800kg/m3 ,C2=460J/kg.K .Khi thả khối A chìm vào trong nước, thể tích nước trong bình dân cao thêm 60cm3 .Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình nhiệt lượng kế và môi trường xung quanh .Tìm:
a) Khối lượng của đồng ,của sắt trong khối kim loại A
b) Nhiệt độ t của hệ thống khi có cân bằng nhiệt
a) Đổi 490g= 0,49kg
60cm3= \(6.10^{-5}\) m3
Gọi m là khối lượng của Cu
==> Khối lượng của sắt = 0,49- m
Mà Vs+ Vđ= \(6.10^{-5}\)
==> 0,49-m/ 7800+ m/ 8900= 6. 10^-5
Từ đó suy ra m= 0, 178 kg
Vậy khối lượng của đồng là 0, 178g
Khối lượng của sắt là 0, 312g
b)
Đổi 200g=0,2kg
TA có pt cần bằng nhiệt
( 80-t)(m1c1+m2c2)= (t-20)(MnCn)
Thay các số ở trên ta có
211,16( 80-t)= ( t-20) 840
==> t= 32,05độ
Thả một miếng đồng có khối lượng là 2kg ơ 100°c vào 800g nước ơ 25°c . Tinh nhiệt độ của nước khi cân bằng bỏ qua sự trao đổi nhiệt ra môi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/Kg.K Nhiệt dung riêng của nước là 4200
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_1+Q_2=0\)
\(\Leftrightarrow2.380.\left(100-t\right)+0,8.4200\left(25-t\right)=0\)
\(\Leftrightarrow76000-760t+84000-3360t=0\)
\(\Leftrightarrow t=38,83^oC\)
Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50 g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa 900 g nước ở nhiệt độ 17 o C . Khi đó nhiệt độ của nước tăng lên đến 23 o C , biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/(kg.k), của nước là 4180 J/(kg.k). Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng
A. 796 o C
B. 990 o C
C. 967 o C
D. 813 o C
Chọn C
Nhiệt lượng do sắt tỏa ra: Q 1 = m 1 c 1 t 1 - t
Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 2 = m 2 c 2 t - t 2
Vì Q 1 = Q 2 ⇒ m 1 c 1 t 1 - t = m 2 c 2 t - t 2
⇔ 0,05.478( t 1 – 23) = 0,9.4180(23 – 17)
t 1 ≈ 967℃
Lượng nước sôi có trong một chiếc ấm có khối lượng m = 300 g. Đun nước tới nhiệt độ sôi, dưới áp suất khí quyển bằng 1 atm. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3. 10 6 J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để có m’ = 100 g nước hóa thành hơi là
A. 690 J
B. 230 J.
C. 460 J
D. 320 J
Chọn B
Q = Lm’ = 2,3. 10 6 .0,1 = 230. 10 3 J = 230 kJ.
Một viên đạn bằng chì khối lượng m, bay với vận tốc v = 195m/s, va chạm mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lượng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là c = 130J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu của viên đạn và quả cầu bằng nhau. Coi nhiệt lượng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đạn và quả cầu là:
A. 146 0 C
B. 73 0 C
C. 37 0 C
D. 14 , 6 0 C
Theo định luật bảo toàn động lượng:
mv = (m + m)v’ ⇒ v’ = v/2
Độ hao hụt cơ năng:
∆ W = m v 2 2 - 2 m v ' 2 = m v 2 2 - 2 m v 2 2 2 = = m v 2 4
Nếu lượng cơ năng này hoàn toán dùng làm hệ thống nóng lên thì:
c m . ∆ t = m v 2 4 ⇒ ∆ t = v 2 4 c = 195 2 4 . 130 ≈ 73 0 C
Đáp án: B
Một viên đạn bằng chì khối lượng m, bay với vận tốc v = 195 m/s, va chạm mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lượng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là c = 130 J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu của viên đạn và quả cầu bằng nhay. Coi nhiệt lượng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đạn và quả cầu là
A. 146 o C
B. 73 o C
C. 37 o C
D. 14 , 6 o C
Chọn B.
Theo định luật bảo toàn động lượng:
mv = (m + m’)v ⟹ v’ = v/2.
Độ hao hụt cơ năng:
Nếu lượng cơ năng này hoàn toàn dùng làm hệ nóng lên thì:
Một viên đạn bằng chì khối lượng m, bay với vận tốc v = 195 m / s , va chạm mềm vào một quả cầu bằng chì cùng khối lượng m đang đứng yên. Nhiệt dung riêng của chì là c = 130 J / k g . K . Nhiệt độ ban đầu của viên đạn và quả cầu bằng nhạy. Coi nhiệt lượng truyền ra môi trường là không đáng kể. Độ tăng nhiệt độ của viên đạn và quả cầu là
A. 146 ° C
B. 73 ° C
C. 37 ° C
D. 14 , 6 ° C
Chọn B.
Theo định luật bảo toàn động lượng: mv = (m + m’)v ⟹ v’ = v/2.
Độ hao hụt cơ năng:
Nếu lượng cơ năng này hoàn toàn dùng làm hệ nóng lên thì:
Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 100g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả nó vào một nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 20 0 C . Khi đó nhiệt độ của nước tăng thêm 10 0 C , biết nhiệt dung riêng của sắt là 478J/kg.K, của nước là 4180J/kg.K. Nhiệt độ của lò xấp xỉ bằng:
A. 467 , 2 0 C
B. 407 , 2 0 C
C. 967 0 C
D. 813 0 C
Gọi t1 - là nhiệt độ của lò nung (hay của miếng sắt đặt trong lò)
t2=200C là nhiệt độ ban đầu của nước
t - là nhiệt độ cân bằng
Ta có, khi cân bằng nhiệt độ của nước tăng thêm 100C
Ta suy ra: t=20+10=300C
Ta có:
Nhiệt lượng do sắt tỏa ra:
Q 1 = m 1 c 1 t 1 − t
Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q 2 = m 2 c 2 t − t 2
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Q 1 = Q 2 ⇔ m 1 c 1 t 1 − t = m 2 c 2 t − t 2 ⇔ 0 , 1.478. t 1 − 30 = 0 , 5.4180 30 − 20 ⇒ t 1 ≈ 467 , 2 0 C
Đáp án: A
