Tóm tắt:
m1 = 300g = 0,3kg
t1 = 100oC ; c1 = 380J/kg.K
V2 = 2l ⇒ m2 = 2kg
c2 = 4200J/kg.K
t = 40oC
__________________________
b, t2 = ?
c, m3 = 0,5kg ; t3 = 100oC
t' = ?
Giải
a, Vật tỏa nhiệt là miếng đồng vì nhiệt độ ban đầu của miếng đồng cao hơn so với nhiệt độ cân bằng chứng tỏ miếng đồng đã tỏa ra một nhiệt lượng làm nó lạnh đi.
Vật thu nhiệt là nước vì nhiệt độ ban đầu của nước thấp hơn nhiệt độ khi cân bằng chứng tỏ nước đã thu vào một nhiệt lượng làm nó nóng lên.
b, Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t1 = 100oC xuống t = 40oC là:
Qtỏa=m1.c1(t1−t)(J)
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu t2 lên t = 40oC là:
Qthu=m2.c2(t−t2)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa = Qthu
⇒ m1.c1(t1 − t)= m2.c2(t − t2)
⇒ t2= t − m1.c1(t1− t)m2.c2 = 40−0,3.380(100 − 40)2.4200 ≈ 39,186(oC)
c) Nhiệt lượng miếng đồng và nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ t = 40oC lên nhiệt độ cân bằng t' là:
Q′thu = (m1.c1 + m2.c2)(t′ − t)
Nhiệt lượng nước ở nhiệt độ t3 = 100oC tỏa ra khi hạ nhiệt xuống t = 40oC là:
Q′tỏa=m3.c2(t3 − t′)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
Q′tỏa=Q′thu
⇒ m3.c2(t3−t′) = (m1.c1+m2.c2)(t′ − t)⇒ 0,5.4200(100 − t′) = (0,3.380 + 2.4200)(t′ − 40)
⇒ t′ ≈ 51,87(oC)
Vậy nhiệt độ cân bằng thứ hai của hỗn hợp là 51,87oC