Question

Đã trả lời bởi chuyên gia

Answer 1

Ta áp dụng định luật truyền nhiệt giữa cầu nhôm và nước sau khi đưa cầu nhôm vào nước. Ta có:

Q nhiễu = Q nhận

Với Q nhiễu là lượng nhiệt cầu nhôm từ trường trung bình truyền cho nước và Q nhận là lượng nhiệt mà nước hấp thụ được.

Để tính Q nhiễu, ta có công thức sau:

Q nhiễu = C × m × Δt

Với C là nhiệt dung riêng của nhôm, m là khối lượng của cầu nhôm, Δt là sự thay đổi nhiệt độ của cầu nhôm từ lúc đun nóng đến lúc cân bằng.

Đối với Q nhận, ta dùng công thức:

Q nhận = C × m × Δt

Trong đó, C là nhiệt dung riêng của nước, m là khối lượng của nước, và Δt là sự thay đổi nhiệt độ của nước từ trạng thái ban đầu đến lúc cân bằng.

Vì nước bốc hơi không đáng kể, nên khối lượng của nước không đổi trong quá trình đun nóng. Mặt khác, khối lượng của cầu nhôm là 0.15 kg, nên ta có:

m nước = 300 g = 0.3 kg

m nhôm = 0.15 kg

Nhiệt dung riêng của nhôm là 900 J/kg.K, còn của nước là 4,200 J/kg.K. Bây giờ, ta tính sự thay đổi nhiệt độ của cầu nhôm và nước:

Δt nhôm = 80 – 20 = 60 (độ C)

Δt nước = ? (độ C)

Từ đó, ta có:

Q nhiễu = C × m nhôm × Δt nhôm

= 900 × 0.15 × 60

= 8,100 J

Q nhận = C × m nước × Δt nước

Tại điểm cân bằng, Q nhiễu = Q nhận. Vậy:

C × m nhôm × Δt nhôm = C × m nước × Δt nước

Ta giải phương trình này để tìm Δt nước:

Δt nước = Δt nhôm × m nhôm / m nước

= 60 × 0.15 / 0.3

= 30 (độ C)

Vậy, nhiệt độ lúc cân bằng của hỗn hợp là 20 + 30 = 50 độ C.

...Xem thêm

Answer 2