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: \[460.2.{t_{o\;}}-{\rm{ }}1932.2{\rm{ }} = {\rm{ }}88200\]
\[\; \Rightarrow 920{t_o}\; = {\rm{ }}92064{\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}{t_o}\; = \;\;\frac{{92064}}{{920}} \approx {\rm{ }}{100^o}C\]
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Dành cho bạn Hot
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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 \[{m_1} = 0,58kg\]
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
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.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.