Một quả cầu sắt có khối lượng \[{m_o}\;\] được nung núng đến nhiệt độ \[\;{t_o}^oC.\] Nếu thả quả cầu đó vào bình cách nhiệt đựng 5kg nước ở \[{0^o}C\] thì nhiệt độ cuối cùng khi cân bằng nhiệt là \[\;t{\rm{ }} = {\rm{ }}2,{4^o}C.\] Nếu thả quả cầu đó vào bình cách nhiệt đựng 4kg nước ở \[\;{25^o}C\] thì nhiệt độ cuối cùng khi cân bằng nhiệt là . Tính khối lượng \[{m_o}\;\]và nhiệt độ ban đầu \[\;{t_o}\;\] của quả cầu. Biết nhiệt dung riêng của sắt, nước lần lượt là 460J/kg.K và 4200J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt kế và môi trường.
A. \[{m_o}\; \approx {\rm{ }}1{\rm{ }}kg{\rm{ }} và {\rm{ }}{t_o}\; \approx {\rm{ }}{150^o}C\]
B. \[{m_o}\; \approx {\rm{ }}1{\rm{ }}kg{\rm{ }} và {\rm{ }}{t_o}\; \approx {\rm{ }}{95^o}C\]
C. \[{m_o}\; \approx {\rm{ }}1,5{\rm{ }}kg{\rm{ }} và {\rm{ }}{t_o}\; \approx {\rm{ }}{90^o}C\]\[\]
D. \[{m_o}\; \approx {\rm{ }}2{\rm{ }}kg{\rm{ }} và {\rm{ }}{t_o}\; \approx {\rm{ }}{100^o}C\]
Câu hỏi trong đề: 3000 câu Trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2024 có đáp án !!
Quảng cáo
Trả lời:
Thả quả cầu vào bình cách nhiệt đựng \[\;{m_1}\; = {\rm{ }}5kg\;\]nước ở \[\;{t_1}\; = {\rm{ }}{0^o}C{\rm{ }}\]thì sau khi cân bằng nhiệt ta có:
\[{m_o}{c_o}.({\rm{ }}{t_o}-{\rm{ }}{t_1}\;){\rm{ }} = {\rm{ }}{m_1}{c_1}.({\rm{ }}t - {\rm{ }}{t_1}\;)\]
\[\; \Leftrightarrow 460{m_o}.\left( {{\rm{ }}{t_o}\;-{\rm{ }}4,2{\rm{ }}} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}5.4200.\left( {{\rm{ }}4,2{\rm{ }}-{\rm{ }}0{\rm{ }}} \right)\]
\[ \Leftrightarrow {\rm{ }}460{m_o}{t_o}\;-{\rm{ }}1932{m_o}\; = {\rm{ }}88200{\rm{ }}\left( 1 \right)\]
Thả quả cầu vào bình cách nhiệt đựng \[{m_2}\; = {\rm{ }}4kg\]nước ở \[\;{t_2}\; = {\rm{ }}{25^o}C\;\]thì sau khi cân bằng nhiệt ta có:
\[\; \Leftrightarrow 460{m_o}.({\rm{ }}{t_o}\;-{\rm{ }}28,9{\rm{ }}){\rm{ }} = {\rm{ }}4.4200.\left( {{\rm{ }}28,9{\rm{ }}-{\rm{ }}25{\rm{ }}} \right)\]
\[ \Leftrightarrow \;460{m_o}{c_o}\;-13294{m_o}\; = {\rm{ }}65520{\rm{ }}\left( 2 \right)\]
Lấy (1) trừ (2) ta được: \[\;11362{m_o}\; = {\rm{ }}22680{\rm{ }} = > {\rm{ }}{m_o}\; = \frac{{22680}}{{11362}}\;\; \approx {\rm{ }}2{\rm{ }}kg\]
Thay các giá trị \[{m_o}\] vào (1) ta có: \[460.2.{t_{o\;}}-{\rm{ }}1932.2{\rm{ }} = {\rm{ }}88200\]
\[\; \Rightarrow 920{t_o}\; = {\rm{ }}92064{\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}{t_o}\; = \;\;\frac{{92064}}{{920}} \approx {\rm{ }}{100^o}C\]
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Nhiệt lượng nước đá cần để tan hết: \[{Q_{thu}} = {m_3}.{c_2}.10 + {m_3}\lambda = 10500 + 165000 = 175500J\]
Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng tỏa ra khi giảm đến \[{0^o}C\]\[{Q_{toa}} = {m_1}{c_1}\left( {{t_1} - 0} \right) + {m_2}{c_3}\left( {{t_2} - 0} \right) = 36780J\]
Do \[{Q_{toa}} < {Q_{thu}}\] nên đá không tan hết, nhiệt độ cân bằng là \[{0^o}C\]: \[{m_3}.{c_2}.10 + \Delta m\lambda = 36750\]
\[ \Rightarrow \] Khối lượng đá tan: \[\Delta m = \frac{{36780 - 10500}}{{{{3.10}^5}}} = 0,08kg\]
Khối lượng đá còn lại: \[m{'_3} = 0,42kg\]
Khối lượng nước đá \[{m_1} = 0,58kg\]
Lời giải
Đổi: 100g= 0,1kg
500g = 0,5kg
Nhiệt lượng để lượng nước đá tăng lên 0oC là :
\[{Q_{1}} = {m_1}.c.(0 - t) = 2.4200.[0 - ( - 5)] = 42000(J)\]
Lượng nước đá đã tan là :
\[m = 2 - 0,1 = 1,9(kg)\]
Nhiệt lượng mà 1,9kg nước đá thu vào để nóng chảy là :
\[Q = \lambda .m = 3,4.105.1,9 = 646000(J)\]
Nhiệt lượng mà 1,9kg nước đá và xô nhôm tỏa ra để giảm xuống từ 50oC xuống 0oC là:
\[Q\prime = ({m_1}.{c_{1}} + {m_2}.{c_2})({t_2} - t)\]
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có :
\[{Q_{1}} + Q = Q\prime \]
\[ \Rightarrow 42000 + 646000 = \left( {{m_1}.4200 + 0,5.880} \right)\left( {50 - 0} \right)\]
\[ \Rightarrow 688000 = (4200{m_1} + 440).50\]
\[ \Rightarrow 688000 = 210000{m_1} + 22000\]
\[ \Rightarrow {m_1} = \frac{{688000 - 22000}}{{21000}} \approx 31,71(kg)\]
Vậy lượng nước ban đầu có trong xô là 31,71kg.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
a = 4x.
\[a{\rm{ }} = {\rm{ }}4{x^2}.\;\]
\[a{\rm{ }} = {\rm{ - }}4{x^2}.\;\]
\[a{\rm{ }} = {\rm{ - }}4x.\;\]
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.