Question

[Trần Phương Thảo]

Câu 1:

Một ấm nhôm có khối lượng 360g chứa 1,2l nước. Biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 24⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K. Hãy tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm

Câu 2:

Trộn nước đang ở nhiệt độ 24⁰C với nước đang ở nhiệt độ 56⁰C. Biết khối lượng của 2 lượng nước bằng nhau. Hãy tính nhiệt độ của nước khi đã ổn định

Câu 3:

Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng 0,5kg ở nhiệt độ 120⁰C vào một chậu nước ở nhiệt độ 25⁰C . Khi cân bằng nhiệt thì nhệt độ của quả cầu thép là 27,5⁰C . Biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/Kg.K và nước là 4200J/kg.K. Tính:

a. Nhiệt độ quả cầu thép tỏa ra

b. Tính thể tích nước trong chậu

Câu 4:

Người ta thả một miếng đồng ở nhiệt độ 130⁰C vào 2,5l nước ở 20⁰C. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 30⁰C. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 368J/kg.K. Tính

a. Nhiệt độ nước thu vào

b. Khối lượng đồng

Answer 1

[Hoàng Nguyên Vũ]

Câu 1:

Một ấm nhôm có khối lượng 360g chứa 1,2l nước. Biết nhiệt độ ban đầu của ấm và nước là 24⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K. Hãy tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm

Khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m³, thể tích nước là V = 1,2l = 0,0012m³, khối lượng ấm nhôm là m₁ = 360g = 0,36kg.

Khối lượng nước trong ấm: m₂ = D.V = 1000.0,0012=1,2(kg)

Gọi t₁ là nhiệt độ ban đầu của ấm nước, t₂ là nhiệt độ của ấm nước khi nước trong ấm sôi.

Nước sôi ở 100^oC để đun nước nóng đến mức này thì nhiệt độ ấm nhôm cũng phải bằng 100^oC

Nhiệt lượng cần cung cấp để ấm nóng lên 100^oC:

\(Q_1=m_1.c_{nhôm}\left(t_2-t_1\right)=0,36.880.\left(100-24\right)=2076,8\left(J\right)\)

Nhiệt lượng cần cung cấp để nước nóng lên 100^oC:

\(Q_2=m_2.c_{nước}\left(t_2-t_1\right)=1,2.4200\left(100-24\right)=383040\left(J\right)\)

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nhôm:

\(Q=Q_1+Q_2=2076,8+383040=385116,8\left(J\right)\)

Answer 2

[Hoàng Nguyên Vũ]

Câu 2:

Trộn nước đang ở nhiệt độ 24⁰C với nước đang ở nhiệt độ 56⁰C. Biết khối lượng của 2 lượng nước bằng nhau. Hãy tính nhiệt độ của nước khi đã ổn định.

GIẢI:

Gọi m là khối lượng hai lượng nước, t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt, t₁ = 24^oC, t₂ = 56^oC.

Do khối nước 24^oC có nhiệt độ thấp hơn khối nước 56^oC nên theo nguyên lý truyền nhiệt thì nước 24^oC sẽ thu nhiệt lượng, nước 56^oC sẽ tỏa nhiệt lượng.

Nhiệt lượng khối nước 24^oC thu vào đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_1=m.c\left(t-t_1\right)=4200.m.t-4200.m.24\)

Nhiệt lượng khối nước 56^oC tỏa ra đến khi cân bằng nhiệt:

\(Q_2=m.c\left(t_2-t\right)=4200.m.56-4200.m.t\)

Coi như chỉ có hai khối nước trao đổi nhiệt với nhau. Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

\(Q_1=Q_2\\ \Rightarrow4200.m.t-4200.m.24=4200.m.56-4200.m.t\\ \Rightarrow4200.t-4200.24=4200.56-4200.t\\ \Rightarrow4200\left(2t\right)=4200.56+4200.24\\ \Rightarrow t=\dfrac{4200.56+4200.24}{4200}:2=40^oC\)

Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 40^oC.