Một bình nhiệt lượng kế khối lượng $m_{1} = m$ chứa một lượng nước có khối lượng $m_{2} = 2 m$ hệ thống đang có nhiệt độ $t_{1} = 10^{0} C .$ Người ta thả vào bình một cục nước đá khối lượng M nhiệt độ $t_{2} = - 5^{0} C,$ khi cân bằng cục nước đá chỉ tan một nửa khối lượng của nó. Sau đó rót thêm một lượng nước ở nhiệt độ $t_{3} = 50^{0} C,$ có khối lượng bằng tổng khối lượng của nước và nước đá có trong bình. Nhiệt độ cân bằng của hệ sau đó là $t_{4} = 20^{0} C .$ Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, coi thể tích của bình đủ lớn, biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là c₁ = 4200J/(kg.độ); c₂ = 2100J/(kg.độ), nhiệt nóng chảy của nước đá là $λ = {34.10}^{4} J / k g .$ Xác định nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi Vật lí ôn vào 10 hệ chuyên có đáp án (Mới nhất) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Gọi: c là nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế.

Giai đoạn 1: khi thả vào bình cục nước đá, do đá tan không hết nên nhiệt độ cân bằng của giai đoạn này là O⁰C. Ta có: $Q_{t o a} = m c (t_{1} - 0) + 2 m c_{1} (t_{1} - 0) = 10 m c + 84000 m$

$Q_{t h u} = M c_{2} (0 - t_{2}) + \frac{M}{2} λ = 180500 M$

Áp dụng phương trình cân bằng

Q_{t o a} = Q_{t h u} \Rightarrow 10 m c + 84000 m = 180500 M

Giai đoạn 2: Rót nước vào bình:

Q_{t o a} = (M + 2 m) . c_{1} . (t_{3} - t_{4}) = (M + 2 m) .4200. (50 - 20) = 126000 (M + 2 m)

$Q_{t h u} = m c (t_{4} - 0) + \frac{M}{2} λ + (2 m + M) c_{1} (t_{4} - 0) = 20. c . m + {17.10}^{4} M + 84000 (2 m + M)$ Áp dụng phương trình cân bằng: $Q_{t o a} = Q_{t h u} \Rightarrow 126000 (M + 2 m) = 20. c . m + {17.10}^{4} M + 84000 (2 m + M)$ $\Rightarrow 42000 (M + 2 m) = 20. c . m + {17.10}^{4} M \Rightarrow m (84000 - 20 c) = 128000 M$

Từ (3) và (4) ta có phương trình: $\frac{10 m c + 84000 m}{m (84000 - 20 c)} = \frac{180500 M}{128000 M} \Rightarrow \frac{10 c + 84000}{84000 - 20 c} = \frac{361}{256}$

$\Rightarrow 2560 c + 21504000 = 30324000 - 7220 c$

$c = \frac{30324000 - 21504000}{2560 + 7220} = 901, 8$ /(kg.độ)

Hot: 500+ Đề thi vào 10 file word các Sở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh có đáp án 2025 (chỉ từ 100k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một chiếc vương miện được làm bằng đồng mạ vàng. Treo vương miện vào lực kế: khi treo trong không khí lực kế chỉ 2,75N; khi nhúng vương miện vào trong nước thì lực kế chỉ 2,48N. Tính tỉ lệ phần trăm về khối lượng của vàng có trong vương miện. Biết trọng lượng riêng của vàng, của đồng và của nước lần lượt là $d_{V} = {193.10}^{3} N / m^{3}; d_{d} = {86.10}^{3} N / m^{3}; d_{n} = 10^{4} N / m^{3} .$

Xem đáp án

Lời giải

Gọi V₁ và V₂ lần lượt thể tích của Vàng và Đồng có trong vương miện

Khi treo trong không khí : $V_{1} d_{v} + V_{2} d_{d} = 2, 75$ Khi nhúng vương miện trong nước thì vật còn chịu lực đẩy Acsimet : $V_{1} d_{v} + V_{2} d_{d} - (V_{1} + V_{2}) d_{n} = 2, 48$ (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

\{\begin{matrix} {193.10}^{3} V_{1} + {86.10}^{3} V_{2} = 2, 75 \\ V_{1} {.10}^{4} + V_{2} {.10}^{4} = 0, 27 \end{matrix}

Giải hệ trên ta thu được:

\{\begin{matrix} V_{1} = {4.10}^{- 6} m^{3} \\ V_{2} = {23.10}^{- 6} m^{3} \end{matrix}

Tỉ lệ % khối lượng vàng có trong hợp kim là:

% = \frac{d_{V} V_{1}}{2, 75} = \frac{{193.10}^{3} {.4.10}^{- 6}}{2, 75} = 28, 1 %

Câu 2

Có hai xe ô tô chuyển động đều, cùng chiều trên một con đường thẳng. Một người đứng cố định tại vị trí A bên đường thấy rằng: lúc 8 giờ xe thứ nhất qua A; lúc 8 giờ 15 phút xe thứ hai qua A còn xe thứ nhất đi qua cột mốc cách A một đoạn 8km. Xe thứ hai đuổi kịp xe thứ nhất tại vị trí cách A một đoạn 24km.

a. Tính vận tốc chuyển động của mỗi xe và thời điểm xe thứ hai đuổi kịp xe thứ nhất.
b. Vào lúc 8 giờ 45 phút có xe thứ ba qua A đuổi theo hai xe nói trên. Sau khi đuổi kịp xe thứ nhất, xe thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ ở vị trí cách đều xe thứ nhất và xe thứ hai. Coi chuyển của xe là đều, tìm vận tốc của xe thứ ba? Các thời điểm trên là trong cùng một ngày

Xem đáp án

Lời giải

Vận tốc của xe thứ nhất: $v_{1} = \frac{S_{1}}{t_{1}} = \frac{8}{0, 25} = 32 k m / h$

Quãng đường xe thứ nhất đi được từ khi xe hai qua A cho đến gặp xe thứ hai là:

S = 24 – 8 = 16 km

Thời gian xe thứ hai chuyển động trong giai đoạn này là: $v_{2} = \frac{S}{t_{1}} = \frac{24}{0, 5} = 48 k m / h$

b. Thời điểm xe 3 qua A thì quãng đường của xe 1 và xe 2 đi được là :S₁ = v₁.0,75 = 24 km ; S₂ = v₂.0,5 = 24 km Gọi t₁ là khoảng thời gian xe 3 chuyển động từ A cho đến khi đuổi kịp xe 1. Khi đó ta có : $v_{3} . t_{1} = 24 + v_{1} . t_{1} \Rightarrow t_{1} = \frac{24}{v_{3} - 32}$

Thời điểm xe 3 cách đều hai xe là :

t = t_{1} + 0, 5 = \frac{24}{v_{3} - 32} + 0, 5 = \frac{0, 5 v_{3} + 8}{v_{3} - 32}

Khoảng cách từ các xe đến điểm A tại thời điểm đó là: $\begin{array}{l} S_{1} = 24 + v_{1} t \\ S_{2} = 24 + v_{2} t \\ S_{3} = v_{3} t \end{array}$ ;

Theo bài ra : $S_{1} + S_{2} = 2. S_{3} \Rightarrow 48 + (v_{1} + v_{2}) t = 2 v_{3} t \Rightarrow 48 + 80 \frac{0, 5 v_{3} + 8}{v_{3} - 32} = 2 v_{3} \frac{0, 5 v_{3} + 8}{v_{3} - 32} S_{1} + S_{2} = 2. S_{3} \Rightarrow 48 + (v_{1} + v_{2}) t = 2 v_{3} t \Rightarrow 48 + 80 \frac{0, 5 v_{3} + 8}{v_{3} - 32} = 2 v_{3} \frac{0, 5 v_{3} + 8}{v_{3} - 32}$