Ta có:

Q_toa là nhiệt lượng mà sắt tỏa ra

Q_thu là nhiệt lượng mà nước và nhôm nhận được để tăng nhiệt độ lên 80⁰C và nhiệt lượng của 5g nước tăng từ 20⁰C lên 100⁰C rồi hóa hơi

Khi quả cầu bắt đầu chạm vào m1=5g nước đã bốc hơi nên lượng nước tăng từ 20⁰C lên 80⁰C chỉ có

m′ = 100 − 5 = 95g

+ Q t o a = m F e c F e t - 80

+ Q t h u = m A l c A l 80 - 20 + m ' c n c 80 - 20 + m 1 c n c 100 - 20 + m 1 L

Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Đáp án: A

Đáp án B

Đáp án C

Theo Phương trình cần bằng nhiệt ta có:

Q_Cu = Q_nc

=> m_Cu.c_Cu. (t₁ - t₂) = m_nc.c_nc. (t₂ - t₃)

=> m_Cu. 380. (90 - 22) = 2.4200.(22 - 20)

=> m _Cu = 0,65 (kg)

Gọi t₁=8,4⁰C - nhiệt độ ban đầu của bình nhôm và nước trong bình nhôm

t₂=100⁰C - nhiệt độ của miếng kim loại

t=21,5⁰C  - nhiệt độ khi cân bằng của hệ

Ta có:

Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra:

Q K L = m K L . c K L t 2 − − t = 0 , 192. c K L . 100 − 21 , 5 = 15 , 072 c K L

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào

Q N L K = m N L K . c N L K t − − t 1 = 0 , 128.0 , 128.10 3 . 21 , 5 − 8 , 4 = 214 , 63 J

Q H 2 O = m H 2 O . c H 2 O t − − t 1 = 0 , 21.4 , 18.10 3 . 21 , 5 − 8 , 4 = 11499 , 18 J

Tổng nhiệt lượng thu vào:

Q t h u = Q N L K + Q H 2 O = 214 , 63 + 11499 , 18 = 11713 , 81 J

Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

Q t o a = Q t h u ⇔ 15 , 072 c K L = 11713 , 81 ⇒ c K L = 777 , 19 J / k g . K

Đáp án: C

Nhiệt lượng do thỏi hợp kim tỏa ra:

\(Q_1+Q_2=\left(m_1c_1+m_2c_2\right)\left(t_1-t\right)\)

               \(=\left(130m_1+400m_2\right)\left(125-25\right)\)

               \(=100.\left(130m_1+400m_2\right)J\)

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào:

\(Q_3+Q_4=\left(m_3c_3+m_4c_4\right)\left(t-t_2\right)\)

              \(=\left(1,6\cdot250+1\cdot4200\right)\left(25-20\right)\)

              \(=23000J\)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

    \(Q_1+Q_2=Q_3+Q_4\)

\(\Rightarrow100\left(130m_1+400m_2\right)=23000\)

\(\Rightarrow13m_1+40m_2=23\)

Mà \(m_1+m_2=1\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_1=0,63kg\\m_2=0,37kg\end{matrix}\right.\)

\(\%m_1=\dfrac{0,63}{1}\cdot100\%=63\%\)

\(\%m_2=100\%-63\%=37\text{%}\)

gọi nhiệt độ cân bằng nhiệt là t (độ C)

nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra : Q tỏa=0,5.380.(90-t) (J)

nhiệt lượng nước thu vào : Q thu=2.4200.(t-20)(J)

có Qthu=Q tỏa=>0,5.380.(90-t)=2.4200.(t-20)

<=>17100-190t=8400t-168000<=>-8590t=-185100<=>t\(\approx\)21,5 độ C

vậy nhiệt độ cân bằng nhiệt là 21,5 độ C

Tóm tắt

\(m_1=0,1kg\\ t_{1=}=120^0C\\ V=0,5l=0,5dm^3=0,0005m^3\\ t_2=25^0C\\ c_1=380J/kg.K\\ c_2=4200J/kg.K\\ D=1000kg/m^3\\ m_3=1kg\\ t_3=100^0C\\ c_3=880J/kg.K\)

___________

\(t_{cb1}=?^0C\\ t_{cb2}=?^0C\)

Giải

a) Khối lượng của nước là:

\(m_2=D.V=1000.0,0005=0,5kg\)

Nhiệt độ của nước kho cân bằng nhiệt là:

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_1=Q_2\\ \Leftrightarrow m_1.c_1.\left(t_1-t_{cb1}\right)=m_2.c_2.\left(t_{cb1}-t_2\right)\\ \Leftrightarrow0,1.380.\left(120-t_{cb1}\right)=0,5.4200.\left(t_{cb1}-25\right)\\ \Leftrightarrow4560-38t_{cb1}=2100t_{cb1}-52500\\ \Leftrightarrow t_{cb1}\approx26,7^0C\)

b) Nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt là:

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_1+Q_2=Q_3\\ \Leftrightarrow m_1.c_1.\left(t_{cb2}-t_{cb1}\right)+m_2.c_2.\left(t_{cb2}-t_{cb1}\right)=m_3.c_3.\left(t_3-t_{cb2}\right)\\ 0,1.380\left(t_{cb2}-26,7\right)+0,5.4200.\left(t_{cb2}-26,7\right)=1.880.\left(100-t_{cb2}\right)\\ \Leftrightarrow38t_{cb2}-1014,6+2100t_{cb2}-56070=88000-880t_{cb2}\\ \Leftrightarrow t_{cb2}\approx48^0C\)