Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a, Gọi khối lượng nước là \(m\), khối lượng và nhiệt dung riêng quả cầu là \(m_1,c_1\). Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là \(t_{cb}\left(tcb\right)\) và số quả cầu thả vô nước là \(N\)
Ta có
Nhiệt lượng từ các quả cầu là
\(Q_{tỏa}=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\)
Nhiệt lượng cân bằng của nước là
\(Q_{thu}=4200m\left(t_{cb}-20\right)\)
Pt cân bằng :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow4200m\left(t_{cb}-20\right)=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\left(1\right)\)
Khi thả quả cầu đầu tiên \(N=1;t_{cb}=40^oC\) ta có
\(1m_1c_1\left(100-40\right)=4200m\left(40-20\right)\\ \Rightarrow m_1c_1=1400m\left(2\right)\)
Thay (2) và (1) ta đc
\(N.1400m\left(100-t_{cb}\right)=4200m\left(t_{cb}-20\right)\\ \Rightarrow100N-Nt_{cb}=3t_{cb}-60\left(\cdot\right)\)
Khi thả thêm quả cầu thứ 2 \(N=2\), từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta được
\(200-2t_{cb}=3t_{cb}-60\\ \Rightarrow t_{cb}=52^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước là 52oC
Khi thả thêm quả cầu thứ 3 \(N=3\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(300-3t_{cb}=3t_{cb}-60^oC\Rightarrow t_{cb}=60^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 3 thì \(t_{cb}\) nước là 60oC
Khi \(t_{cb}=90^oC\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(100N-90N=270-60\\ \Rightarrow N=21\)
Vận cần thả 21 quả cầu thì \(t_{cb}=90^oC\)
*Thả vào bình 1:
\(=>Qtoa\left(sat\right)1=m460.\left(t-4,2\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nuoc\right)1=5.4200.4,2=88200\left(J\right)\)
\(=>460m\left(t-4,2\right)=88200\left(1\right)\)
*thả vào bình 2:
\(=>Qtoa\left(sat\right)2=m.460\left(t-28,9\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nuoc\right)2=4.4200.\left(28,9-25\right)=65520\left(J\right)\)
\(=>460m\left(t-28,9\right)=65520\left(2\right)\)
(1)(2)=>hệ pt: \(\left\{{}\begin{matrix}460m\left(t-4,2\right)=88200\\460m\left(t-28,9\right)=65520\end{matrix}\right.\)
\(< =>\left\{{}\begin{matrix}460mt-1932m=88200\\460mt-13294m=65520\end{matrix}\right.\)
\(=>11362m=22680=>m\approx2kg\left(3\right)\)
thế(3) vào(1)\(=>460.2\left(t-4,2\right)=88200=>t=100^oC\)
a, nhiệt độ của nhôm khi cân bằng nhiệt là \(60^0C\).
b, nhiệt lượng nước thu vào là:
\(Q_2=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)=1,5.4200.\left(60-58\right)=12600J\)
c, khối lượng của quả cầu nhôm là:
theo ptcn nhiệt:
\(Q_1=Q_2\\ \Leftrightarrow m_1.c_1.\left(t_1-t\right)=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)\\ \Leftrightarrow m_1.880.\left(88-60\right)=1,5.4200.\left(60-58\right)\\ \Leftrightarrow24864m_1=12600\\ \Leftrightarrow m_1\approx0,5kg\)
thể tích của quả cầu nhôm là:
\(D=\dfrac{m_1}{V}\Rightarrow V=\dfrac{m_1}{D}=\dfrac{0,5}{2700}=0,00018\left(m^3\right)\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt
\(Q_{toả}=Q_{thu}\\ \Leftrightarrow0,35.380\left(120-30\right)=m_24200\left(30-20\right)\\ \Rightarrow m_2=0,285kg\)
Tóm tắt:
\(m_2=500g=0,5kg\)
\(m_3=2,5kg\)
\(t_2=25^oC\)
\(t_1=100^oC\)
\(t=28^oC\)
\(\Rightarrow\Delta t_1=t_1-t=100-28=72^oC\)
\(\Rightarrow\Delta t_2=t-t_2=28-25=3^oC\)
\(c_1=880J/kg.K\)
\(c_3=4200J/kg.K\)
===============
\(m_1=?kg\)
Nhiệt lượng của nhiệt mà nhiệt lượng kế và nước thu vào:
\(Q_2=\left(m_2.c_1+m_3.c_3\right).\Delta t_2=\left(0,5.880+2,5.4200\right).3=32820J\)
Nhiệt lượng mà quả cầu nhôm tỏa ra:
\(Q_1=m_1.c_1.\Delta t_1=m_1.880.72=63360m_1\left(J\right)\)
Khối lượng của quả cầu nhôm là:
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_1=Q_2\)
\(\Leftrightarrow63360m_1=32820\)
\(\Leftrightarrow m_1=\dfrac{32820}{63360}\approx0,5kg\)
Tóm tắt:
\(m_1=400g=0,4kg\)
\(m_2=1,5kg\)
\(t_2=25^oC\)
\(t_1=150^oC\)
\(t=30^oC\)
\(c_1=880J/kg.K\)
\(c_2=4200J/kg.K\)
========
a) \(Q_1=?J\)
b) \(m_3=?kg\)
Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra:
\(Q_1=m_3.c_1.\left(t_1-t\right)=m_3.880.\left(150-30\right)=105600m_3\left(J\right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_2=\left(m_1c_1+m_2c_2\right)\left(t-t_2\right)=\left(0,4.880+1,5.4200\right)\left(30-25\right)=33260J\)
Khối lượng của quả cầu:
Theo pt cân bằng nhiệt:
\(Q_1=Q_2\)
\(\Leftrightarrow105600m_3=33260\)
\(\Leftrightarrow m_3=\dfrac{33260}{105600}\approx0,3\left(kg\right)\)
\(Q_{thu}=m\cdot c\cdot \Delta t\) Trong đó:
- \(m\) (khối lượng nước) = \(5\text{ kg}\)
- \(c\) (nhiệt dung riêng của nước) = \(4200\text{ J/kg.K}\) (theo đề bài: 1 cân nước nhận 4200J thì nóng thêm 1 độ C)
- \(\Delta t\) (độ tăng nhiệt độ) = \(6^{\circ }\text{C}\)
Tính toán:\(Q_{thu}=5\cdot 4200\cdot 6=126,000\text{\ (J)}\) Vậy nước trong bình đã nhận được một nhiệt năng là \(126,000\text{ J}\). 2. Nhiệt năng của quả cầu tăng hay giảm?
- Vì quả cầu đồng đã được nung nóng (có nhiệt độ cao hơn) thả vào nước (có nhiệt độ thấp hơn), nên quả cầu truyền nhiệt cho nước.
- Theo nguyên lý truyền nhiệt, vật có nhiệt độ cao hơn sẽ tỏa nhiệt, dẫn đến nội năng (nhiệt năng) của nó giảm đi.
3. Lượng nhiệt năng thay đổi là bao nhiêu?- Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và bình chứa, theo phương trình cân bằng nhiệt:
- Do đó, lượng nhiệt năng mà quả cầu tỏa ra đúng bằng lượng nhiệt năng mà nước thu vào.
Kết luận: Nhiệt năng của quả cầu giảm đi một lượng bằng \(126,000\text{ J}\).\(Q_{ta}=Q_{thu}\)
\(Q = 5 \cdot 4200 \cdot 6 = 126000 \textrm{ } \text{J}\)
👉 Nước nhận: 126000 J
👉 Quả cầu giảm: 126000 J
Ta có:
Nhiệt lượng nước nhận:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta t = 5 \cdot 4200 \cdot 6 = 126000 \&\text{nbsp};\text{J}\)
→ Nước nhận: 126000 J
Do bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường nên:
→ Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra = nhiệt lượng nước nhận
→ Nhiệt năng của quả cầu giảm:
\(126000 \&\text{nbsp};\text{J}\)
Kết luận: