Tailieumoi.vn biên soạn và giới thiệu bộ câu hỏi Vật lí gồm các kiến thức lý thuyết và thực hành, giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Vật lí. Mời các bạn đón xem:

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí có đáp án (Phần 14)

Câu 24: Bình nhiệt lượng kế chứa nước có khối lượng nước $m_1=100g$ đang ở $t_1={25}^{o}C$ . Người ta thả vào bình một quả cầu bằng kim loại có khối lượng $m_2=100g$  ở nhiệt độ $t_2={100}^{o}C$ , nhiệt độ của hệ thống khi cân bằng nhiệt là ${30}^{o}C$ . Sau đó người ta đổ thêm vào bình một lượng nước có khối lượng $m_3=200g$  cũng ở nhiệt độ $t_1={25}^{o}C$  thì nhiệt độ của hệ thống khi cân bằng là $t=27,5^{o}C$ . Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kgK. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của hệ thống với môi trường bên ngoài. Bình nhiệt lượng kế có thu và tỏa nhiệt. Tìm nhiệt dung riêng $c_2$  của kim loại chế tạo quả cầu.

Lời giải:

Đổi 100 g = 0,1 kg; 200 g = 0,2 kg

Khối lượng của nhiệt lượng kế là m, nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế là c

Giai đoạn 1:

Gọi nhiệt độ cân bằng là t

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

$m_1{c}_1\Delta t_1+mc\Delta t=m_2{c}_2\Delta t_2$$\Rightarrow 0,\mathrm{1.4200.}(30-25)+mc(30-25)=0,1\cdot c_2\cdot (100-30)$$\Rightarrow 2100+5mc=7c_2$  (1)

Giai đoạn 2:

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

$m_3{c}_1\Delta t_3=m_2{c}_2\Delta t_4+m_1{c}_1\Delta t_5+mc\Delta t_6$ 

$\Rightarrow 0,\mathrm{2.4200.}(27,5-25)=0,1.c_2.(30-27,5)+0,1\cdot 4200\cdot (30-27,5)+mc\left(30-27,5\right)$

$\Rightarrow 2100=0,25c_2+1050+2,5mc$(2)

Từ (1) vào (2): $\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}mc=364\\ c_2=560\end{array}\right.$

Thay vào phương trình (1) $\Rightarrow c_2=560J/kg\cdot K$