Bài 7 (trang 173 SGK Vật Lý 10)
Một bình nhôm có khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước ở nhiệt độ 20o C. Người ta thả vào bình 1 miếng sắt có khối lượng 0,2 kg đã được nung nóng đến 75o C. Hãy xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 0,92.103J/(kg.K); Nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103J(kg.K); Nhiệt dung riêng của sắt là 0,46. 103 J(kg.K).
Lời giải
Nhiệt lượng mà nước thu vào cho đến khi có sự cân bằng nhiệt là:
Q1= m1c1Δt1
Nhiệt lượng mà bình nhôm thu vào cho đến khi có sự cân bằng nhiệt là:
Q2= m2c2Δt2
Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra cho đến khi có sự cân bằng nhiệt là:
Q3= m3c3Δt3
Tổng nhiệt lượng thu vào bằng nhiệt lượng tỏa ra: Q1 + Q2 = Q3
↔ (m1.c1 + m2.c2)Δt1 = m3.c3.Δt3
Thay số ta được:
(0,118.4,18.103 + 0,5.896).(t - 20) = 0,2.0,46.103 .(75 - t)
↔ 941,24.(t – 20) = 92.(75 – t) ↔ 1033,24.t = 25724,8
⇒ t = 24,9ºC.
Vậy nhiệt độ cân bằng trong bình là t ≈ 24,9ºC
Xem toàn bộ Giải Vật lý 10: Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng