Giải bài 2 trang 291 – Bài 58 – SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao
Một cốc nhôm khối lượng 100 g chứa 300 g nước ở nhiệt độ \( {{20}^{0}}C . \) Người ta thả ngập vào cốc nước một chiếc thìa đồng khối lượng 75 g vừa rút ra khỏi nước sôi ở \( {{100}^{0}}C . \) Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cận bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.độ, của đồng là 380 J/kg.độ và của nước là \( 4,{{19.10}^{3}}\text{ J/kg}\text{.độ} \)
Gọi nhiệt độ của nước khí đạt cân bằng nhiệt là t.
Nhiệt lượng thìa tỏa ra :
\( {{Q}_{\text{tỏa}}}={{m}_{Cu}}{{c}_{Cu}}\left( {{t}_{1}}-t \right)=0,075.380\left( 100-t \right)=2850-28,5t\text{ }\left( J \right) \)
Nhiệt lượng vỏ cốc nhôm và nước thu vào :
\( {{Q}_{\text{thu}}}=\left( {{m}_{Al}}{{c}_{Al}}+{{m}_{n}}{{c}_{n}} \right)\left( t-20 \right)=1345t-26900\text{ }\left( J \right) \)
Khi đạt cận bằng :
\( \begin{align} & {{Q}_{\text{tỏa}}}={{Q}_{\text{thu}}}\Leftrightarrow 2850-28,5t=1345t-26900 \\ & \Leftrightarrow t=21,{{7}^{0}}C \\ \end{align} \)
Nhắc lại :
- Công thức tính nhiệt năng :
\( Q=m.c.\Delta t \)
Trong đó : \(Q\) là nhiệt lượng \((J)\)
\(m\) là khối lượng của vật (kg)
\(\Delta t \) là độ tăng nhiệt của vật \( \left( ^{0}C\text{ hoac K} \right) \)
\(c\) là là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).
- Phương trình cân bằng nhiệt :
\( {{Q}_{\text{tỏa}}}={{Q}_{\text{thu}}}\)
Trong đó :
\({{Q}_{\text{tỏa}}}\) là tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra.
\({{Q}_{\text{thu}}}\) là tổng nhiệt lượng của các vật thu vào.