Đáp án: C

   Nhiệt độ của thỏi kim loại lớn hơn nhiệt độ của cốc nước. Do nhiệt năng truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp nên khi bỏ thỏi kim loại vào cốc nước thì nhiệt năng truyền từ thỏi kim loại sang cốc nước. Vì thế Nhiệt năng của thỏi kim loại giảm và của nước tăng.

Nhiệt độ của vật càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh và nhiệt năng của vật càng lớn ⇒ Khi bỏ một thỏi kim loại đã được nung nóng đến 90°C vào một cốc ở nhiệt độ trong phòng (khoảng 24°C) nhiệt năng của thỏi kim loại giảm và của nước tăng do nhiệt độ của thỏi kim loại hạ xuống và nhiệt độ của nước tăng lên

⇒ Đáp án C

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

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

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

C3. Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500 g nước ở nhiệt độ 13⁰C một miếng kim loại có khối lượng 400 g được nung nóng tới 100⁰C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20⁰C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J/kg.K

Bài giải:

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

Q₁ = m₁ . c₁ . (t₁ – t) = 0,4 . c . (100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = m₂ . c₂ . (t – t₂) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q₁ = Q₂

0,4 . c . (100 – 20) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

C = 458 J/kg.K

Kim loại này là thép

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

Q₁ = m₁ . c₁ . (t₁ – t) = 0,4 . c . (100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = m₂ . c₂ . (t – t₂) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q₁ = Q₂

0,4 . c . (100 – 20) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

C = 458 J/kg.K

Kim loại này là thép.

C3. Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500 g nước ở nhiệt độ 130C một miếng kim loại có khối lượng 400 g được nung nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 200C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J/kg.K

Bài giải:

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

Q1 = m1 . c1 . (t1 – t) = 0,4 . c . (100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q2 = m2 . c2 . (t – t2) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q1 = Q2

0,4 . c . (100 – 20) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

C = 458 J/kg.K

Kim loại này là thép

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

Q₁ = m₁ . c₁ . (t₁ – t) = 0,4 . c . (100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = m₂ . c₂ . (t – t₂) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q₁ = Q₂

0,4 . c . (100 – 20) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

C = 458 J/kg.K

Kim loại này là thép.

Gọi V là thể tích ở nhiệt độ t và V 0  là thể tích ở 0 ° C của thỏi sắt. Theo công thức nở khối vì nhiệt, ta có :

V =  V 0 (1 + β t)

với β là hệ số nở khối của sắt. Vì khối lượng m của thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D của thỏi sắt ở nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 của nó ở 0oC theo công thức :

D/ D 0  =  V 0 /V ⇒ D = m/V =  D 0 /(1 +  β t)

Từ đó suy ra nhiệt độ t của thỏi sắt trước khi thả nó vào cốc nước đá :

t = ( D 0 V - m)/m β

Thay số ta tìm được:

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra:

Q₁ = m₁ . c₁ . (t₁ – t) = 0,4 . c . (100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = m₂ . c₂ . (t – t₂) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

Q₁ = Q₂

0,4 . c . (100 – 20) = 0,5 . 4190 . (20 – 13)

C = 458 J/kg.K

Kim loại này là thép.

Khi xảy ra cân bằng nhau ta có phương trình sau:

Q₁ = Q₂ <=> 0.5x4190x(20-13)=0.4xC_{kim loại}x(100-20)

<=> 14665=32xC_{kim loại} <=> C_{kim loại} = 14665:32 = 458,28

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