Nhiệt lượng do 10g hơi nước tỏa ra khi nguội đến t = 40⁰

^{Q 1 = L m 1 + c m 1 ( 100 − 40 ) = L m 1 + 60 c m 1 (1)}

Nhiệt lượng do nước trong nhiệt lượng kế hấp thụ:  Q 2 = c m 2 ( 40 − 20 ) = 20 c m 2 (2)

Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ:  Q 3 = q : ( 40 − 20 ) = 20 q (3)

Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: Q₁ = Q₂ + Q₃

_{L m 1 + 60 c m 1 = 20 c m 2 + 20 q ⇒ L = 20 c m 2 − 60 c m 1 + 20 q m 1 ⇒ L = 20 c ( m 2 − 3 m 1 ) + 20 q m 1 = 20.4 , 18.260 + 4 , 6.20 10 ⇒ L = 2173 , 6 + 92 = 2265 , 6 J / g}

Nhiệt lượng do m 1  = 10g hơi nước tỏa ra khi hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ t 1  = 100oC là Q 1   =   L m 1 .

Nhiệt lượng do m 1 = 10g nước (do hơi ngưng tụ) tỏa ra để giảm nhiệt độ từ  t 1  = 100oC xuống đến nhiệt độ t = 40oC là: Q ' 1  = m1c(t1 - t)

Nhiệt lượng do m 2  = 290g nước và nhiệt lượng kế thu vào để tăng nhiệt độ từ t 2  = 20oC lên đến t = 40oC là: Q 2   =   ( m 2 c   +   46 ) ( t   -   t 2 )

Phương trình cân bằng nhiệt: Q 1   +   Q ' 1   =   Q 2

⇔ L m 1   +   m 1 c ( t 1   -   t )   =   ( m 2 c   +   46 ) ( t   -   t 2 ) .

thay số:

L = 2,26.106J/kg.

+ Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 100⁰C thành nước ở 100⁰C: Q 1 = L m 1 = 0 , 01 L

+ Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 100⁰C thành nước ở 40⁰C:

Q 2 = m c ( 100 - 40 ) = 0 , 01 . 4180 100 - 40 = 2508 J

=>Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 100⁰C biến thành nước ở 40⁰C: Q = Q 1 + Q 2 = 0 , 01 L + 2508

+ Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,5⁰C thành nước ở 40⁰C: Q 3 = 0 , 2 . 4180 40 - 9 , 5 = 25498 J

 (2)

=>Theo phương trình cân bằng nhiệt: (1) = (2).

Vậy 0 , 01 L + 2508 = 25498 .

Suy ra: L = 2 , 3 . 10 6 J / k g .

Đáp án: C

Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 100⁰C thành nước ở 100⁰C:  Q 1 = L . m 1 = 0 , 01. L

Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 100⁰C trở thành nước ở 42⁰C:  Q 1 = m c ( t 1 − t 2 ) = 0 , 01.4180 ( 100 − 40 ) = 2508 J

Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 100⁰C biến thành nước ở 40⁰C là:  Q = Q 1 + Q 1 = 0 , 01 L + 2508 (1)

Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,35 kg nước từ 10⁰C trở thành nước ở 40⁰C. 

Q 2 = m c ( t 2 − t 1 ) = 0 , 2.4180. ( 40 − 9 , 5 ) = 25498 J (2)

Theo quá trình đẳng nhiệt: 

0 , 01. L + 2508 = 25498 ⇒ L = 2 , 3.10 6 J / k g

Tóm tắt

\(m_1=500g=0,5kg\)

\(t_1=13^0C\)

\(m_2=400g=0,4kg\)

\(t_2=100^0C\)

\(t=20^0C\)

\(c_1=4200J/kg.K\)

_____________

\(Q_1=?\)

\(c_2=?\)

Giải

Nhiệt lượng của nước thu vào là:

\(Q_1=m_1.c_1.\left(t-t_1\right)=0,5.4200.\left(20-13\right)=14700\left(J\right)\)

Nhiệt lượng của miếng kim loại toả ra là:

\(Q_2=m_2.c_2.\left(t_2-t\right)=0,4.c_2.\left(100-20\right)=32c_2\left(J\right)\)

Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

\(Q_1=Q_2\)

\(\Leftrightarrow14700=32c_2\)

\(\Leftrightarrow c_2=459,4J/kg.K\)

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

\(Q_{tỏa}=m_{kl}\cdot c_{kl}\cdot\left(t-t_1\right)=0,4\cdot c_{kl}\cdot\left(100-20\right)J\)

Nhiệt lượng nước thu vào:

\(Q_{thu}=m_{nc}\cdot c_{nc}\cdot\left(t_2-t\right)=0,5\cdot4190\cdot\left(20-13\right)=14665J\)

Cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)

\(\Rightarrow0,4\cdot c_{kl}\cdot\left(100-20\right)=14665\)

\(\Rightarrow c_{kl}=458,3\)J/kg.K

Ta có phương trình cân bằng nhiệt

\(Q_{toả}=Q_{thu}\\ \Leftrightarrow0,3.c_1\left(100-20\right)=0,5.4200\left(20-15\right)\)

Giải phương trình trên ta được

\(\Rightarrow c_1=437,5J/Kg.K\)

Nhiệt lượng tỏa ra:

Q K l = m K l . C K l t 2 − t = 0 , 4. C K l . 100 − 20 = 32. C K l

Nhiệt lượng thu vào:

Q t h u = Q H 2 O = m H 2 O . C H 2 O t − t 1 = 10475 J

Ta có:

Q t o a = Q t h u ⇔ 32 C K l = 10475 ⇒ C K l = 327 , 34 J / K g . K

Đáp án: A