Xác định nhiệt cân bằng nhiệt và biến thiên entropy khi trộn 1g nước ở 0 độ C và 10g nước ở 100 độ C. Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g và nhiệt dung diêng của nước bằng 4,18 J/g.k
Gọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn. Giả sử hệ là cô lập.
Ta có phương trình:
Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào
\(Q_{tỏa}=Q_{thu}\) hay \(Q_3=Q_1+Q_2\)
\(\Leftrightarrow\) - 10.4,18.(T - 373) = 334,4 + 1.4,18.(T - 273)
\(\Rightarrow\) T = 356,64 (K)
\(\begin{matrix}1gH_2O\left(r\right)\\273k\end{matrix}\)------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\273k\end{matrix}\)---------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\T\left(K\right)\end{matrix}\)<-----------------\(\begin{matrix}10gH_2O\left(l\right)\\373k\end{matrix}\)
\(\Delta S_1\) \(\Delta S_2\) \(\Delta S_3\)
Biến thiên entropy của hệ:
\(\Delta S=\Delta S_1+\Delta S_2+\Delta S_3\)
Với: \(\Delta S_1=\frac{\lambda_{nc}}{T_{nc}}=\frac{334,4}{273}=1,225\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S_2=1.\int\limits^{356,64}_{273}4,18.\frac{dT}{T}=1,117\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S_3=10.\int\limits^{356,64}_{373}4,18\frac{dT}{T}=-1,875\left(J\text{/}K\right)\)
\(\Delta S=0,467\left(J\text{/}K\right)\)
Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50 g ở nhiệt độ 136 ° C vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng thêm lên 1 ° C) là 50 J/K chứa 100 g nước ở 14 ° C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim trên, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt trong nhiệt lượng kế là 18 ° C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của kẽm là 337 J/(kg.K), của chì là 126 J/(kg.K), của nước là 4 180 J/(kg.K).
Nhiệt lượng toả ra :
Q = m 1 c 1 ∆ t + (0,05 - m1 ) c 2 ∆ t (1)
Ở đây m 1 , c 1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của kẽm, c 2 là nhiệt dung riêng của chì.
Nhiệt lượng thu vào :
Q' = mc ∆ t' + c' ∆ t' = (mc + c') ∆ t' (2)
Ở đây m, c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước, c' là nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế.
Từ (1) và (2) rút ra :
Khối lượng của chì m 2 = 0,05 – m 1 , hay m 2 = 0,005 kg.
Để xác định nhiệt nóng chảy của thiếc, người ta đổ 350 g thiếc nóng chảy ở nhiệt độ 232°C vào 330 g nước ở 7°C đựng trong một nhiệt lượng kế có nhiệt dung bằng 100 J/K. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước nước trong nhiệt lượng kế là 32°C. Tính nhiệt nóng chảy của thiếc. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.K, của thiếc rắn là 0,23 J/g.K
A. 80J/g.
B. 60 J/g.
C. 40 J/g.
D. 50J/g
Để xác định nhiệt nóng chảy của thiếc, người ta đổ 350 g thiếc nóng chảy ở nhiệt độ 232 ° C vào 330 g nước ở 7 ° C đựng trong một nhiệt lượng kế có nhiệt dung bằng 100 J/K. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 32 ° C . Tính nhiệt nóng chảy của thiếc. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 J/g.K, của thiếc rắn là 0,23 J/g.K.
Phương trình cân bằng nhiệt:
lmth + cthmth(t2 – t) = cnmn(t – t1) + Cnlk(t – t1)
ð l = c n m n ( t − t 1 ) + C n l k ( t − t 1 ) − c t h m t h ( t 2 − t ) m t h = 60 J/g.
Người ta pha 100 g nước ở nhiệt độ 80 độ vào 200g nước ở nhiệt độ 20 độ. Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường bên ngoài. Tính nhiệt độ cuối cùng của nước.
Ta có :
Q1 = Q2
=> c . m1 ( t1 - t2 ) = c. m2 ( t1 - t2 )
\(\rightarrow4200.0,1.\left(80-t2\right)=4200.0,2.\left(t2-20\right)\)
\(\rightarrow33600-420t2=840t2-16800\)
\(\rightarrow33600+16800=420t2+840t2\)
\(\rightarrow t2=40^oC\)
Nhiệt độ lúc sau là 40 độ C
bài 1: Một người pha một lượng nước sôi vào bình chứa nước nguội ở 10 độ C thì được 27 lít nước ở 30 độ C. Tính lượng nước sôi đã pha thêm và nước nguội chứa trong bình (bỏ qua nhiệt lượng do bình và môi trường ngoài hấp thụ)
BÀi 2: người ta thả một hợp kim nhôm và sắt có khối lượng 900g ở 200 độ C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 200g chứa 2 lít nước ở 10 độ C , Ta thấy nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 20 độ C. Tính khối lượng nhôm và sắt có trong hợp kim
Bài 3: 2 bình chứa cùng lượng nước như nhau nhưng nhiệt độ bình 1 lớn gấp 2 lần nhiệt độ bình 2. Sau khi trộn lẫn với nhau nhiệt độ khi cân bằng của hỗn hợp là 30 độ C. Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình (bỏ qua nhiệt lượng cho bình 2 hấp thụ)
bài 1:
ta có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow m_1C_1\left(t_1-t\right)=m_2C_2\left(t-t_2\right)\)
mà hai chất đều là nước nên hai C bằng nhau nên:
\(m_1\left(100-30\right)=m_2\left(30-10\right)\Leftrightarrow70m_1=20m_2\)
mà m1+m2=27kg \(\Rightarrow m_2=27-m_1\)
vì vậy nên ta có;
70m1=20(27-m1)
giải phương trình ta có :
m1=6kg \(\Rightarrow\) m2=21kg
bài 2:
gọi m1,m2,m3,m4 lần lượt là khối lượng của nhôm,sắt,đồng và nước
t1,t2,t3,t4 lần lượt là nhiệt độ của nhôm,sắt,đồng và nước
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q_1+Q_2=Q_3+Q_4\)
\(\Leftrightarrow m_1C_1\left(t_1-t\right)+m_2C_2\left(t_2-t\right)=m_3C_3\left(t-t_3\right)+m_4C_4\left(t-t_4\right)\)
\(\Leftrightarrow880m_1\left(200-20\right)+460m_2\left(200-20\right)=380\cdot0.2\left(20-10\right)+4200\cdot2\cdot\left(20-10\right)\)
\(\Leftrightarrow158400m_1+82800m_2=84760\)
mà m1+m2=0.9\(\Rightarrow m_2=0.9-m_1\)nên:
158400m1+ 82800(0.9-m1)=84760
giải phương trình ta có m1=0.14kg\(\Rightarrow m_2=0.75kg\)
bài 3:
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow mC\left(t_1-t\right)=mC\left(t-t_2\right)\)
mà t1=2t2
\(\Rightarrow2t_2-30=30-t_2\)
giải phương trình ta có t2=20*C \(\Rightarrow t_1=40\)*C
bài 1:
ta có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa=Qthu
mà hai chất đều là nước nên hai C bằng nhau nên:
mà m1+m2=27kg
vì vậy nên ta có;
70m1=20(27-m1)
giải phương trình ta có :
m1=6kg m2=21kg
bài 2:
gọi m1,m2,m3,m4 lần lượt là khối lượng của nhôm,sắt,đồng và nước
t1,t2,t3,t4 lần lượt là nhiệt độ của nhôm,sắt,đồng và nước
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
bài 1: Một người pha một lượng nước sôi vào bình chứa nước nguội ở 10 độ C thì được 27 lít nước ở 30 độ C. Tính lượng nước sôi đã pha thêm và nước nguội chứa trong bình (bỏ qua nhiệt lượng do bình và môi trường ngoài hấp thụ)
BÀi 2: người ta thả một hợp kim nhôm và sắt có khối lượng 900g ở 200 độ C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 200g chứa 2 lít nước ở 10 độ C , Ta thấy nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 20 độ C. Tính khối lượng nhôm và sắt có trong hợp kim
Bài 3: 2 bình chứa cùng lượng nước như nhau nhưng nhiệt độ bình 1 lớn gấp 2 lần nhiệt độ bình 2. Sau khi trộn lẫn với nhau nhiệt độ khi cân bằng của hỗn hợp là 30 độ C. Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình (bỏ qua nhiệt lượng cho bình 2 hấp thụ)
bài 1:
ta có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa=Qthu
mà hai chất đều là nước nên hai C bằng nhau nên:
mà m1+m2=27kg
vì vậy nên ta có;
70m1=20(27-m1)
giải phương trình ta có :
m1=6kg m2=21kg
bài 2:
gọi m1,m2,m3,m4 lần lượt là khối lượng của nhôm,sắt,đồng và nước
t1,t2,t3,t4 lần lượt là nhiệt độ của nhôm,sắt,đồng và nước
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
bài 3:
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
mà t1=2t2
giải phương trình ta có t2=20oC oC
Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600g ở nhiệt độ 100°C vào 2,5kg nước. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30°C. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ, nếu bỏ qua sự trai đổi nhiệt với bình đựng nước và môi trường bên ngoài. Cho nhiệt dung riêng của đồng và nước lần lượt là C¹=380J/kg.K, C²=4200J/kg.K
Tóm tắt
m1=600g=0,6kg
t1=100•C
t=30•C
m2=2,5kg
Giải
áp dụng pt cân bằng nhiệt xong rồi tìm t2 và lấy t - t2 là ra nước nóng lên bao nhiêu
Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600g ở nhiệt độ 100°c vào 2,5kg nước nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30°c. Nước nóng lên thêm bao nhiêu độ, nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình đựng nước và môi trường bên ngoài (Biết nhiệt dung riêng của đồng là 38/J/Kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.k)
Tóm tắt
\(m_1=600g=0,6kg\\ t_1=100^0C\\ m_2=2,5kg\\ t=30^0C\\ \Rightarrow\Delta t_1=t_1-t=100-30=70^0C\\ c_1=380J/kg.K\\ c_2=4200J/kg.K\)
_________
\(\Delta t_2=?^0C\\\)
Giải
Nhiệt độ nước nóng lên là:
\(Q_1=Q_2\Leftrightarrow m_1.c_1.\Delta t_1=m_2.c_2.\Delta t_2\\ \Leftrightarrow0,6.380.70=2,5.4200.\Delta t_2\\ \Leftrightarrow15960=10500\Delta t_2\\ \Leftrightarrow\Delta t_2=1,52^0C\)