Người ta đổ 0,20 kg chì nóng chảy ở 327°C vào một cốc chứa 0,80 l nước ở 15°C. Trong quá trình này đã có 1,0 g nước bị biến thành hơi nước. Xác định nhiệt độ của nước còn lại trong cốc ở trạng thái cân bằng nhiệt. Cho biết cốc có nhiệt nóng chảy riêng là 2,5.104 J/kg và nhiệt dung riêng là 120 J/kg.K; nước có nhiệt dung riêng là 4180J/kg.K và nhiệt hoá hơì riêng là 2,3.106 J/kg. Bò qua sự mất mát nhiệt truyền ra bên ngoài.
Hướng dẫn trả lời:
Sau khi khối lượng chì nóng chảy m1 = 0,2 kg được đổ vào nước trong cốc thì chì bị đông rắn ở nhiệt độ t°C và lượng nhiệt do chì toả ra bằng :
Q = λm1 + c1m1(t1 - t)
với λ là nhiệt nóng chảy riêng và c1 là nhiệt dung riêng của chì, còn t1 = 327°C là nhiệt độ nóng chảy (hoặc đông đặc) của chì.
Trong quá trình này, khối lượng nước m2 = 0,80 kg (ứng với 0,80l nước) trong cốc bị nung nóng từ t2= 15°C đến nhiệt độ t và phần nước có khối lượng m3 = 1,0 g bị bay hơi sẽ thu một lượng nhiệt bằng :
Q' = c2m2(t - t2) + Lm3
với L là nhiệt hoá hơi riêng và c2 là nhiệt dung riêng của nước trong cốc.
Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có ề.
Q'= Q => c2m2 (t - t2) + Lm3 = λm1 + c1m1(t1 - t)
Từ đó suy ra : \(t = {{{m_1}\left( {\lambda + {c_1}{t_2}} \right) + {c_2}{m_2}{t_1} + L{m_3}} \over {{c_1}{m_1} + {c_2}{m_2}}}\)
Thay số, ta tìm được :
\(t = {{0,20\left( {2,{{5.10}^4} + 120.327} \right) + 4180.0,80.15 + 2,{{3.10}^6}.1,{{0.10}^{ - 3}}} \over {120.0,20 + 4180.0,8}} \approx 19,{4^0}C\)
Sachbaitap.com
>> Học trực tuyến Lớp 10 tại Tuyensinh247.com, Cam kết giúp học sinh học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.
Bài viết liên quan
Các bài khác cùng chuyên mục