Bài C3 trang 89 SGK Vật lí 8

Đề bài

Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13⁰C một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100⁰C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20⁰C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J/kg.K

Hướng dẫn giải

- Nhiệt lượng vật thu vào: Q = m.c.∆t, 

trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (⁰C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

- Phương trình cân bằng nhiệt : Q_{toả ra} = Q_{thu vào}.

Lời giải chi tiết

Ta có: m₁ = 0,4kg; t₁ = 100⁰C; m₂ = 0,5kg; t₂ = 13⁰C; c₂ = 4 190J/kg.K

Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt: t = 20⁰C

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra: Q₁ = m₁.c₁.(t₁ – t) = 0,4.c.(100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào: Q₂ = m₂.c₂.(t – t₂) = 0,5.4190.(20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

\(\eqalign{
& {Q_1} = {Q_2} \Leftrightarrow 0,4.c.\left( {100-20} \right) = 0,5.4190.\left( {20-13} \right) \cr
& \Rightarrow c = {{0,5.4190.\left( {20-13} \right)} \over {0,4.\left( {100-20} \right)}} \approx 458\left( {J.kg/K} \right) \cr} \)