Câu hỏi/bài tập:
Một người thợ xác định nhiệt độ của một lò nung bằng cách đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50 g. Coi thời gian nung là đủ dài và tốc độ nung chậm để miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ lò nung. Khi đó, người thợ lấy miếng sắt ra khỏi lò nung và thả nó vào một nhiệt lượng kế có vỏ bằng thép, khối lượng 150 g chứa 0,7 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Coi miếng sắt và nhiệt lượng kế chứa nước chỉ truyền nhiệt cho nhau. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước lúc này tăng lên đến 26°C. Biết nhiệt dung riêng của sắt và thép là 460 J/kg.K, của nước là 4180 J/kg.K.
a) Tính nhiệt độ của lò nung.
b) Tính độ biến thiên nội năng của miếng sắt từ lúc thả vào nước đến lúc cân bằng nhiệt.
Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng và độ biến thiên nội năng
Advertisements (Quảng cáo)
a) Gọi t (°C) là nhiệt độ của lò nung.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\(\begin{array}{l}{m_s}{c_s}(t - {t_{cb}}) = ({m_n}{c_n} + {m_{nlk}}{c_{th}})({t_n} - {t_{cb}})\\ \Rightarrow t = \frac{{({m_n}{c_n} + {m_{nlk}}{c_{th}})({t_n} - {t_{cb}})}}{{{m_s}{c_s}}} + {t_{cb}} = \frac{{(0,7.4180 + 0,15.460).6}}{{0,05.460}} + 26 \approx 807,3{(^o}C)\end{array}\)
b) Độ biến thiên nội năng của miếng sắt từ lúc thả vào nước đến lúc cân bằng nhiệt: \[\Delta U = A + Q = 0 - 17970 = - 17970{\rm{ }}J.\]