Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 300g chứa m2 = 2kg nước ở nhiệt độ t1= 300C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế đồng thời hai thỏi hợp kim giống nhau, mỗi thỏi có khối lượng m3= 500g và đều được tạo ra từ nhôm và thiếc, thỏi thứ nhất có nhiệt độ t2 = 1200C, thỏi thứ hai có nhiệt độ t3 = 1500C. Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là t =35 0C. Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong mỗi thỏi hợp kim. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là: C1 = 900 J/kg.K, C2 = 4200 J/kg.K, C3 = 230 J/kg.K. (Không có sự trao đổi nhiệt với môi trường và không có lượng nước nào hoá hơi).
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
m1=100g=0.1kg
m2=400g=0.4kg
m=200g=0.2kg
gọi m3 là kl nhôm
m4 là kl thiếc
theo pt cân bằng nhiệt, ta có
Qthu=Qtoa
=>0.1*900*(14-10)+0.4*4200*(14-10)=m3*900*(120-14)+m4*230*(120-14)
=>360+6720=95400m3+24380m4
=>7080=95400m3+24380m4 (1)
mà m3+m4=0.2 (2)
từ (1) và (2)
=> m3=0.03kg=30g và m4=0.17kg=170g (gần bằng thôi nhé)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Gọi \(t^oC\) là nhiệt độ cân bằng của hệ.
Nhiệt lượng nước thu:
\(Q_1=m_1\cdot c_1\left(t-t_1\right)=2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)J\)
Nhiệt lượng quả cân và nhiệt lượng kế tỏa ra:
\(Q_2=\left(m_2c_2+m_3c_3\right)\left(t_2-t\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\left(100-t\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_1=Q_2\)
\(\Rightarrow2\cdot4200\cdot\left(t-15\right)=\left(0,5\cdot368+0,2\cdot910\right)\cdot\left(100-t\right)\)
\(\Rightarrow t=18,55^oC\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
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
\(\Rightarrow c_1=437,5J/Kg.K\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Tóm tắt
m1 = 300g = 0,3kg ; c1 = 900J/kg.K
m2 = 2kg ; c2 = 4200J/kg.K ; t1 = 30oC
m3 = 500g = 0,5kg ; t2 = 120oC ; t3 = 150oC
c3 = 230J/kg.K
t = 35oC
mn = ?
mt = ?
Giải
Gọi khối lượng của phần nhôm trong mỗi thỏi hợp kim là mn, khối lượng của phần thiếc trong mỗi thỏi hợp kim là mt = m3 - mn
Nhiệt lượng thỏi hợp kim có nhiệt độ t2 = 120oC tỏa ra khi hạ nhiệt độ xuống t = 35oC là:
\(Q_1=\left[m_n.c_1+\left(m_3-m_n\right)c_3\right]\left(t_2-t\right)\)
Nhiệt lượng thỏi hợp kim có nhiệt độ t3 = 150oC tỏa ra khi hạ nhiệt xuống t = 35oC là:
\(Q_2=\left[m_n.c_1+\left(m_3-m_n\right)c_3\right]\left(t_3-t\right)\)
Nhiệt lượng hai thỏi hợp kim tỏa ra là:
\(Q_{tỏa}=Q_1+Q_2\\ =\left[m_n.c_1+\left(m_3-m_n\right)c_3\right]\left(t_2-t+t_3-t\right)\\ =\left(m_n.c_1+c_3.m_3-c_3.m_n\right)\left(t_2-t+t_3-t\right)\\ =\left[m_n\left(c_1-c_3\right)+c_3.m_3\right]\left(t_2-t+t_3-t\right)\)
Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 = 30oC lên t = 35oC là:
\(Q_{thu}=\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right)\left(t-t_1\right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{tỏa}=Q_{thu}\\ \Rightarrow\left[m_n\left(c_1-c_3\right)+c_3.m_3\right]\left(t_2-t+t_3-t\right)=\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right)\left(t-t_1\right)\\ \Rightarrow m_n=\dfrac{\dfrac{\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right)\left(t-t_1\right)}{\left(t_2-t+t_3-t\right)}-c_3.m_3}{c_1-c_3}\\ =\dfrac{\dfrac{\left(0,3.900+2.4200\right)\left(35-30\right)}{120-35+150-35}-230.0,5}{900-230}\approx0,1519\left(kg\right)=151,9\left(g\right)\)
Khối lượng phần nhôm trong mỗi thỏi hợp kim là mn = 151,9g.
Khối lượng phần thiếc trong mỗi thỏi hợp kim là mt = m3 - mn = 500 - 151,9 = 348,1g
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Đáp án: D
- Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào:
- Nhiệt lượng nước thu vào:
- Nhiệt lượng đồng tỏa ra:
- Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q = Q 1 + Q 2
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Phương trình cân bằng nhiệt khi thêm khối kim loại vào nước:
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Leftrightarrow2m_1c_n\left(t'-t\right)=m_3c_{kl}\left(t_3-t'\right)\)
\(\Leftrightarrow2m_1.4200\left(52-50\right)=m_1c_{kl}\left(100-52\right)\)
\(\Rightarrow c_{kl}=350\left(\dfrac{J}{kg.K}\right)\)
tham khảo
Tóm tắt
m1 = 300g = 0,3kg ; c1 = 900J/kg.K
m2 = 2kg ; c2 = 4200J/kg.K ; t1 = 30oC
m3 = 500g = 0,5kg ; t2 = 120oC ; t3 = 150oC
c3 = 230J/kg.K
t = 35oC