Question

Câu 1:

Một ấm nhôm có khối lượng 360g chứa 1,2l nước. Biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 24⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K. Hãy tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm

Câu 2:

Trộn nước đang ở nhiệt độ 24⁰C với nước đang ở nhiệt độ 56⁰C. Biết khối lượng của 2 lượng nước bằng nhau. Hãy tính nhiệt độ của nước khi đã ổn định

Câu 3:

Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng 0,5kg ở nhiệt độ 120⁰C vào một chậu nước ở nhiệt độ 25⁰C . Khi cân bằng nhiệt thì nhệt độ của quả cầu thép là 27,5⁰C . Biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/Kg.K và nước là 4200J/kg.K. Tính:

a. Nhiệt độ quả cầu thép tỏa ra

b. Tính thể tích nước trong chậu

Câu 4:

Người ta thả một miếng đồng ở nhiệt độ 130⁰C vào 2,5l nước ở 20⁰C. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 30⁰C. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 368J/kg.K. Tính

a. Nhiệt độ nước thu vào

b. Khối lượng đồng

Answer 1

Câu 1:

Một ấm nhôm có khối lượng 360g chứa 1,2l nước. Biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 24⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K. Hãy tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm

Khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m³, thể tích nước là V = 1,2l = 0,0012m³, khối lượng ấm nhôm là m₁ = 360g = 0,36kg.

Khối lượng nước trong ấm: m₂ = D.V = 1000.0,0012=1,2(kg)

Gọi t₁ là nhiệt độ ban đầu của ấm nước, t₂ là nhiệt độ của ấm nước khi nước trong ấm sôi.

Nước sôi ở 100^oC để đun nước nóng đến mức này thì nhiệt độ ấm nhôm cũng phải bằng 100^oC

Nhiệt lượng cần cung cấp để ấm nóng lên 100^oC:

\(Q_1=m_1.c_{nhôm}\left(t_2-t_1\right)=0,36.880.\left(100-24\right)=2076,8\left(J\right)\)

Nhiệt lượng cần cung cấp để nước nóng lên 100^oC:

\(Q_2=m_2.c_{nước}\left(t_2-t_1\right)=1,2.4200\left(100-24\right)=383040\left(J\right)\)

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nhôm:

\(Q=Q_1+Q_2=2076,8+383040=385116,8\left(J\right)\)

Answer 2

Câu 2:

Trộn nước đang ở nhiệt độ 24⁰C với nước đang ở nhiệt độ 56⁰C. Biết khối lượng của 2 lượng nước bằng nhau. Hãy tính nhiệt độ của nước khi đã ổn định.

GIẢI:

Gọi m là khối lượng hai lượng nước, t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt, t₁ = 24^oC, t₂ = 56^oC.

Do khối nước 24^oC có nhiệt độ thấp hơn khối nước 56^oC nên theo nguyên lý truyền nhiệt thì nước 24^oC sẽ thu nhiệt lượng, nước 56^oC sẽ tỏa nhiệt lượng.

Nhiệt lượng khối nước 24^oC thu vào đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_1=m.c\left(t-t_1\right)=4200.m.t-4200.m.24\)

Nhiệt lượng khối nước 56^oC tỏa ra đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_2=m.c\left(t_2-t\right)=4200.m.56-4200.m.t\)

Coi như chỉ có hai khối nước trao đổi nhiệt với nhau. Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

\(Q_1=Q_2\\ \Rightarrow4200.m.t-4200.m.24=4200.m.56-4200.m.t\\ \Rightarrow4200.t-4200.24=4200.56-4200.t\\ \Rightarrow4200\left(2t\right)=4200.56+4200.24\\ \Rightarrow t=\dfrac{4200.56+4200.24}{4200}:2=40^oC\)

Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 40^oC.

Answer 3

Câu 3:

Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng 0,5kg ở nhiệt độ 120⁰C vào một chậu nước ở nhiệt độ 25⁰C . Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của quả cầu thép là 27,5⁰C . Biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/Kg.K và nước là 4200J/kg.K. Tính:

a. Nhiệt độ quả cầu thép tỏa ra

b. Tính thể tích nước trong chậu

GIẢI:

a) Do nhiệt độ của quả cầu thép lớn hơn nhiệt độ nước nên quả cầu thép sẽ truyền nhiệt lượng cho nước.

Gọi t₁ là nhiệt độ ban đầu của quả cầu thép, t₂ là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt.

Nhiệt độ quả cầu thép tỏa ra:

\(Q_1=m_1.c_{thép}\left(t_1-t_2\right)=0,5.460\left(120-27,5\right)=21275\left(J\right)\)

b) Gọi Q₂ là nhiệt độ nước thu vào đến khi có cân bằng nhiệt, theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

\(Q_1=Q_2\\ \Rightarrow21275=m_2.c_{nước}\left(t_2-t_3\right)\\ =4200.27,5.m_2-4200.25.m_2=10500m_2\\ \Rightarrow m_2=\dfrac{21275}{10500}\approx2,026\left(kg\right)\)

Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³, thể tích lượng nước trong chậu là:

\(V=\dfrac{m_2}{D}=\dfrac{2,026}{1000}=0,002026\left(m^3\right)=2026cm^3\)

Thể tích nước trong chậu là 2026cm³.

Answer 4

câu 4:

tóm tắt

t_{1= 130^o} C ; c₁=368J/kg.K

t₂₌₂₀^oC ; V₂₌2,5 l =>m₂= 2,5 kg; c₂=4200J/kg.K

t_cb=30^oC

a, Q_{1= ?}

_b, m_1=?

_giải

Nhiệt lượng nước cần cung cấp đêr 2,5 kg nước tăng nhiệt độ từ 20^oC=>30^oC là

Q_{1 =} m₂.c₂.(t_cb - t_{2 )} = 2,5. 4200.(30-20) =tự tính (J)

Bỏ qua sự hao phí nhiệt ra môi trường ngoài, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q_thu=Q_tỏa

_=> m₁.c₁(t₁ - t_cb)=m₂.c₂.(t_cb- t₂)

=>m₁.368.100= 2,5.4200.10

=> m₁= tự tính (kg)