Google
Câu hỏi: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4oC. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại biết rằng nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5oC.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103 J(kg. K).
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.103 J(kg. K).
Phương pháp giải
Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t
Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg. K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)
Lời giải chi tiết
Gọi \({t_1}\) là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có: \({t_1} = 8,{4^0}C\)
\({t_2}\) là nhiệt độ ban đầu của miếng kim loại, ta có \({t_2} = {100^0}C\)
\(t\) - là nhiệt độ khi cân bằng, theo đề bài ta có \(t = 21,{5^0}C\)
Ta có:
+ Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra là:
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {m_{KL}}.{c_{KL}}.\left( {{t_2} - t} \right)\\ = \dfrac{{192}}{{1000}}.{c_{KL}}\left({100 - 21,5} \right) = 15,072{c_{KL}}\end{array}\)
+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào:
\(\begin{array}{l}{Q_1} = {m_{NLK}}.{c_{NLK}}\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{128}}{{1000}}. 0,{128.10^3}\left({21,5 - 8,4} \right)\\ = 214,6304J\end{array}\)
Nhiệt lượng do nước thu vào :
\(\begin{array}{l}{Q_2} = {m_{{H_2}O}}.{c_{{H_2}O}}.\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{210}}{{1000}}. 4,{18.10^3}\left({21,5 - 8,4} \right)\\ = 11499,18J\end{array}\)
Tổng nhiệt lượng thu vào là: \({Q_{thu}} = {Q_1} + {Q_2} = 214,6304 + 11499,18 = 11713,81J\)
+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow 15,072{c_{KL}} = 11713,81\\ \Rightarrow {c_{KL}} = 777,19J/kg. K\end{array}\)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm kim loại là \({c_{KL}} = 777,19J/kg. K\)
Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mc.∆t
Trong đó: m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg. K); ∆t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc 0K)
Lời giải chi tiết
Gọi \({t_1}\) là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có: \({t_1} = 8,{4^0}C\)
\({t_2}\) là nhiệt độ ban đầu của miếng kim loại, ta có \({t_2} = {100^0}C\)
\(t\) - là nhiệt độ khi cân bằng, theo đề bài ta có \(t = 21,{5^0}C\)
Ta có:
+ Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra là:
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {m_{KL}}.{c_{KL}}.\left( {{t_2} - t} \right)\\ = \dfrac{{192}}{{1000}}.{c_{KL}}\left({100 - 21,5} \right) = 15,072{c_{KL}}\end{array}\)
+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào:
\(\begin{array}{l}{Q_1} = {m_{NLK}}.{c_{NLK}}\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{128}}{{1000}}. 0,{128.10^3}\left({21,5 - 8,4} \right)\\ = 214,6304J\end{array}\)
Nhiệt lượng do nước thu vào :
\(\begin{array}{l}{Q_2} = {m_{{H_2}O}}.{c_{{H_2}O}}.\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{210}}{{1000}}. 4,{18.10^3}\left({21,5 - 8,4} \right)\\ = 11499,18J\end{array}\)
Tổng nhiệt lượng thu vào là: \({Q_{thu}} = {Q_1} + {Q_2} = 214,6304 + 11499,18 = 11713,81J\)
+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow 15,072{c_{KL}} = 11713,81\\ \Rightarrow {c_{KL}} = 777,19J/kg. K\end{array}\)
Vậy nhiệt dung riêng của chất làm kim loại là \({c_{KL}} = 777,19J/kg. K\)