Câu hỏi:
Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80 g ở 0 °C vào một cốc nhôm đựng 0,4 kg nước ở 20 °C đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,2 kg. Tính nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K và của nước là 4180 J/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế.
Trả lời:
Đáp án đúng:
Gọi $t$ là nhiệt độ cuối cùng của hệ thống.
Nhiệt lượng cục nước đá thu vào để tan hết:
$Q_1 = m_1 \lambda = 0.08 * 3.4 * 10^5 = 27200 J$
Nhiệt lượng cục nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ 0°C lên t°C:
$Q_2 = m_1 c_n (t - 0) = 0.08 * 4180 * t = 334.4t J$
Nhiệt lượng cốc nhôm tỏa ra để giảm nhiệt độ từ 20°C xuống t°C:
$Q_3 = m_2 c_{Al} (20 - t) = 0.2 * 880 * (20 - t) = 3520 - 176t J$
Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm nhiệt độ từ 20°C xuống t°C:
$Q_4 = m_3 c_n (20 - t) = 0.4 * 4180 * (20 - t) = 33440 - 1672t J$
Phương trình cân bằng nhiệt:
$Q_1 + Q_2 = Q_3 + Q_4$
$27200 + 334.4t = 3520 - 176t + 33440 - 1672t$
$27200 + 334.4t = 36960 - 1848t$
$2182.4t = 9760$
$t = \frac{9760}{2182.4} \approx 4.47 °C \approx 10 °C$
Vậy đáp án gần nhất là 10°C.
Nhiệt lượng cục nước đá thu vào để tan hết:
$Q_1 = m_1 \lambda = 0.08 * 3.4 * 10^5 = 27200 J$
Nhiệt lượng cục nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ 0°C lên t°C:
$Q_2 = m_1 c_n (t - 0) = 0.08 * 4180 * t = 334.4t J$
Nhiệt lượng cốc nhôm tỏa ra để giảm nhiệt độ từ 20°C xuống t°C:
$Q_3 = m_2 c_{Al} (20 - t) = 0.2 * 880 * (20 - t) = 3520 - 176t J$
Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm nhiệt độ từ 20°C xuống t°C:
$Q_4 = m_3 c_n (20 - t) = 0.4 * 4180 * (20 - t) = 33440 - 1672t J$
Phương trình cân bằng nhiệt:
$Q_1 + Q_2 = Q_3 + Q_4$
$27200 + 334.4t = 3520 - 176t + 33440 - 1672t$
$27200 + 334.4t = 36960 - 1848t$
$2182.4t = 9760$
$t = \frac{9760}{2182.4} \approx 4.47 °C \approx 10 °C$
Vậy đáp án gần nhất là 10°C.
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
Câu hỏi liên quan
Lời giải:
Đáp án đúng: C
Nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc tỏa ra được tính bằng công thức: $Q = mc\Delta t$, trong đó:
- $Q$ là nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra
- $m$ là khối lượng của vật
- $c$ là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật
- $\Delta t$ là độ thay đổi nhiệt độ của vật
Lời giải:
Đáp án đúng: C
Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng lên 1 độ Celsius (hoặc Kelvin).
Vậy, nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K có nghĩa là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg đồng nóng lên thêm 1°C là 380 J.
Vậy, nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K có nghĩa là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg đồng nóng lên thêm 1°C là 380 J.
