Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t1 – t)

Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2.c2.(t - t2)

Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 hay m1.c1.(t1 – t) = m2.c2.(t - t2)

Nhiệt dung riêng của kim loại là:

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ:

Tóm tắt:

m₂ = 500g = 0,5kg

m₁ = 400g = 0,4kg

t₁ = 13⁰C

t₂ = 100⁰C

t = 20⁰C

c₂ = 4200J/kg.K

c₁ = ?

Giải:

Nhiệt lượng kim loại tỏa ra:

Q₁ = m₁c₁(t₁ - t) = 0,4.c₁.(100 - 20) = 32c₁J

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = m₂c₂(t - t₂) = 0,5.4200.(20 - 13) = 14700J

Áp dụng ptcbn:

Q₁ = Q₂

<=> 32c₁ = 14700

=> c₁ = 459J/kg.K

Gọi \(t^oC\) là nhiệt độ cân bằng của hệ.

Nhiệt lượng nước thu:

\(Q_1=m_1\cdot c_1\left(t-t_1\right)=2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)J\)

Nhiệt lượng quả cân và nhiệt lượng kế tỏa ra:

\(Q_2=\left(m_2c_2+m_3c_3\right)\left(t_2-t\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\left(100-t\right)J\)

Cân bằng nhiệt: \(Q_1=Q_2\)

\(\Rightarrow2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\cdot\left(100-t\right)\)

\(\Rightarrow t=18,55^oC\)

Nhiệt độ khi cân bằng là:

Ta có: \(Q_{thu}=Q_{toả}\)

        \(\Leftrightarrow m_1c_1\left(t^o-t^o_1\right)=m_2c_2\left(t^o_2-t^o\right)\)

        \(\Leftrightarrow t^o=\dfrac{m_1c_1t^o_1+m_2c_2t^o_2}{m_1c_1+m_2c_2}=\dfrac{2.4200.20+0,5.880.100}{2.4200+0,5.880}=\dfrac{5300}{221}\approx23,98^oC\)

Nhiệt lượng mà nước nhận được:

Ta có: \(Q_1=m_1c_1\left(t^o-t^o_1\right)=2.4200.\left(\dfrac{5300}{221}-20\right)=33448\left(J\right)\)

\(V=1,5l\Rightarrow m_2=1,5kg\)

Nhiệt lượng vỏ ấm bằng đồng thu vào:

\(Q_1=m_1c_1\cdot\left(t_2-t_1\right)=0,5\cdot380\cdot\left(100-25\right)=14250J\)

Nhiệt lượng nước thu vào:

\(Q_2=m_2c_2\left(t_2-t_1\right)=1,5\cdot4200\cdot\left(100-25\right)=472500J\)

Nhiệt lượng cần thiết đun ấm nước:

\(Q=Q_1+Q_2=14250+472500=486750J\)