Một bình bằng đồng có khối lượng m1=0,6kg chứa một lượng nước đá có khối lượng m2=4kg ở nhiệt độ t1=-15oC. Đổ vào bình một lượng nước có khối lượng m3=1kg, ở nhiệt độ t2=100oC 1. Tính nhiệt độ và khối lượng nước có trong bình khi cân bằng nhiệt 2. Tính nhiệt lượng cần thiết phải cung cấp thêm cho bình để toàn bộ nước trong bình hóa hơi hoàn toàn. ( Biết nhiệt dung riêng của đồng, nước đá, nước lần lượt là: c1=380J/kg.K, c2=1800J/kg.K, c3=4200J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105 J/kg.K và nhiệt hóa hơi là 2,3.106 J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường )
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Phương trình cân bằng nhiệt khi thêm khối kim loại vào nước:
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)
\(\Leftrightarrow2m_1c_n\left(t'-t\right)=m_3c_{kl}\left(t_3-t'\right)\)
\(\Leftrightarrow2m_1.4200\left(52-50\right)=m_1c_{kl}\left(100-52\right)\)
\(\Rightarrow c_{kl}=350\left(\dfrac{J}{kg.K}\right)\)
Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C
đoạn Qthu hơi nhầm lẫn xíu rối quá(bên dưới)
\(Qthu=170000M+\dfrac{1}{2}.2100.M.20+mC.20+2m.4200.20\)
\(=191000M+20mC+168000m\)
\(=>252000m+126000M=191000M+20mC+168000m\)
\(=>65000M=20m\left(4200-C\right)\left(2\right)\)
(2) chia(1)
\(=>\dfrac{260}{701}=\dfrac{2\left(4200-C\right)}{8401}=>C=...\)
đá chỉ tan một nửa nên nhiệt độ cuối cùng tcb=0oC
\(=>Qthu1=\dfrac{1}{2}M.34.10^4=170000M\left(J\right)\)
\(=>Qthu2=\dfrac{1}{2}M.2100.5=5250M\left(J\right)\)
\(=>Qtoa1=m.C.10=10m\left(J\right)\)
\(=>Qtoa2=2m.4200.10=84000m\left(J\right)\)
\(=>175250M=84010m\left(1\right)\)
khi rót một lượng nước ở t3=50oC
\(=>Qtoa=\left(2m+M\right).4200.\left(50-20\right)=\left(2m+M\right)126000\left(J\right)\)
\(=252000m+126000M\left(J\right)\)
\(=>Qthu=170000M+m.C.20+2m.4200.20\)
\(=170000M+20mC+168000m\left(J\right)\)
\(=>252000m+126000M=170000M+20mC+168000m\)
\(< =>\)\(44000M=20m\left(4100-C\right)\left(2\right)\)
(2) chia(1)
\(=>\dfrac{176}{701}=\dfrac{2\left(4100-C\right)}{8401}=>C=...\)
(bài này ko chắc , bạn bấm lại máy tính nhá , dài quá sợ sai)
Khi trút một lượng nước m từ B1 sang B2 thì m kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 (t độ đó) xuống t3, m2 kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 đến t3.
Do nhiệt hao phí không đáng kể ( câu này phải lập luận) có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa = Qthu
<=> m(t1 - t3) = m2(t3 - t2) (đã rút gọn Cn)
<=> m(40- t3) = 1( t3-20)
<=> m= (t3-20)/(40-t3) (*)
Lúc này ở B1 còn (m1-m) kg nước có nhiệt độ t1=40, ở B2 có ( m2+m) kg nước có nhiệt độ t3
Khi trút một lượng nước m từ B2 về B1 thì (m1-m) kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 38 độ, m kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t3 lên 38 độ.
(lập luận như trên) có phương trình cần bằng nhiệt
Qtỏa = Q thu
<=>(m1-m)(t1-38) = m(38 - t3)
<=>(2-m)2 = m(38-t3)
<=>4-2m = m(38-t3)
<=>m(38 -t3 +2) =4
<=>m= 4/(40 -t3) (~)
Từ (*) và (~) ta có
t3 -20 = 4
<=>t3 = 24
Suy ra nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là 24 độ
Thay t3 = 24 độ vào một trong hai phương trình trên sẽ tìm được m = 0.25 kg
Xét cả quá trình :
Nhiệt lượn bình 1 tỏa ra :
\(Q=m_1.C.2=16800J\)
Nhiệt lượng này truyền cho bình 2.
\(Q=m_2.C.\left(t-20\right)\)
Xét lần trút từ bình 1 sang bình 2.
\(mC\left(40-24\right)=m_2C\left(24-20\right)\)
Tính được \(0,66666kg\)
Ban đầu nước trong nhiệt lượng kế nên nước và nhiệt lượng kế cùng có nhiệt độ ban đầu là t1 = 15oC. Nhiệt lượng do nước và nhiệt lượng kế thu vào là:
Qthu = Q1 + Q3 = m1.c1.(tcb – t1) + m3.c3.(tcb – t)
= 0,738.4186.(17 – 15) + 0,1.c2.(17 – 15)
Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra là:
Qtỏa = m2.c2.(t2 – t) = 0,2.c2.(100 – 17)
Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Qthu = Qtỏa
0,738.4186.(17 – 15) + 0,1.c2.(17 – 15) = 0,2.c2.(100 – 17)
Giải phương trình ta được c2 = 376,74J/kg.K
.