Một người thả 420g chì ở nhiệt độ...

B

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Xác định vật nào tỏa nhiệt (miếng chì); vật thu nhiệt là vật nào (nước).

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng tỏa ra Q_t = m.c.(t₁ - t_cb)

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng thu vào Q_th = m.c.(t_cb - t₂)

Khi cân bằng nhiệt xảy ra thì Q_t = Q_th

Giải chi tiết:

Tóm tắt:

Chì: m₁ = 420g = 0,42kg;  t₁ = 100⁰C

Nước: m₂ =  260g = 0,26kg; t₂ = 58⁰C ; c₂ = 4200J/kg.K

Nhiệt độ cân bằng :  t₀ = 60⁰C; t^’₀ = 75⁰C

Hỏi: a) Nhiệt độ của chì khi xảy ra cân bằng nhiệt?

        b) Q₂ = ?

        c) c₁ = ?

        d)  Khối lượng chì thêm vào m = ? với t’ = 150⁰C

Lời giải:

a) Sau khi thả miếng chì ở 100⁰C vào nước ở 58⁰C làm nước nóng lên đến 60⁰C. Thì 60⁰C chính là nhiệt độ cân bằng của hệ hai chất đã cho. Đây cũng chính là nhiệt độ của chì sau khi đã xảy ra cân bằng nhiệt.

b) Nhiệt lượng của nước đã thu vào để tăng nhiệt độ từ 58⁰C đến 60⁰C là:

             Q₂ = m₂.c₂.( t₀ ─ t₂) = 0,26.4200.(60 – 58) =  2184 (J)

c) Nhiệt lượng của chì đã toả ra khi hạ nhiệt độ từ 100­⁰C xuống 60⁰C là:

             Q₁ = m₁.c₁.( t₁ ─ t₀) = 0,42.c₁.(100 – 60) = 16,8.c₁

  Theo phương trình cân bằng nhiệt:  Q_toả = Q_thu 

 Suy ra:   

\({Q_1} = {Q_2} \Leftrightarrow 16,8.{c_1} = 2184 \Rightarrow {c_1} = \frac{{2184}}{{16,8}} = 130\left( {J/kg.K} \right)\)

d) Ta có phương trình cân bằng nhiệt lúc này:

\(\begin{array}{l}
{Q_3} = {Q_1} + {Q_2} \Leftrightarrow m.{c_1}.\left( {t - {t_0}} \right) = \left( {{m_1}.{c_1} + {m_2}{c_2}} \right).\left( {{t_0} - {t_0}} \right)\\
\Leftrightarrow m.130.\left( {150 - 75} \right) = \left( {0,42.130 + 0,26.4200} \right).\left( {75 - 60} \right)\\
\Leftrightarrow 9750.m = 17199\\
\Leftrightarrow m = \frac{{17199}}{{9750}} = 1,764\left( {kg} \right)
\end{array}\)

Chọn B.