Câu 26.8*. Người ta dỗ 1 kg nước ở nhiệt độ t1 = 10 °C vào một bình cách nhiệt chứa 1 kg nước nóng...
Câu hỏi:
Câu 26.8*. Người ta dỗ 1 kg nước ở nhiệt độ t1 = 10 °C vào một bình cách nhiệt chứa 1 kg nước nóng ở nhiệt độ t2
a) Hãy mô tả quá trình trao đổi nhiệt năng xảy ra trong bình cách nhiệt.
b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình thì nhiệt độ trong bình là t= 30 °C. Hãy xác định nhiệt độ t. Biết 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng (hoặc mất bớt nhiệt năng) 4200 J thì nóng lên thêm 1°C (hoặc giảm đi 1 °C). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt năng giữa nước với bình cách nhiệt và môi trường.
c) Hãy lập hệ thức liên hệ giữa nhiệt đột với các nhiệt độ t1 và t2
Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Đăng Ánh
a) Quá trình trao đổi nhiệt xảy ra như sau: Nước lạnh ở nhiệt độ 10 °C sẽ nhận nhiệt từ nước nóng ở nhiệt độ ban đầu t2. Nước nóng sẽ mất nhiệt và nước lạnh sẽ thu nhiệt cho đến khi đạt được cân bằng nhiệt.b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình, ta có thể tính được nhiệt độ cuối cùng của nước, được xác định bằng sự cân bằng nhiệt từ công thức: nhiệt độ cuối cùng = (nhiệt độ ban đầu lạnh * khối lượng lạnh + nhiệt độ ban đầu nóng * khối lượng nóng) / tổng khối lượng nước.Trong trường hợp này, nhiệt độ cuối cùng sẽ là 30 °C.c) Hệ thức liên hệ giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cân bằng có thể được mô tả bằng công thức:$t = \frac{t1 + t2}{2}$Trả lời câu hỏi:a) Quá trình trao đổi nhiệt xảy ra bằng việc nước lạnh nhận nhiệt từ nước nóng cho đến khi đạt được cân bằng nhiệt.b) Nhiệt độ cuối cùng của nước sẽ là 50 °C.c) Hệ thức liên hệ giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cân bằng được xác định bởi công thức $t = \frac{t1 + t2}{2}$.
Câu hỏi liên quan:
- Câu 26.1. Tính chất nào sau đây không phải của phân tử?A. Chuyển dòng không ngừng.B. Chuyển động...
- Câu 26.2. Trong các hiện tượng sau đây, hiện tượng nào không phải do chuyển động hỗn loạn của các...
- Câu 26.3. Câu nào sau đây nói về nhiệt năng của một vật là đúng?A. Chỉ những vật có nhiệt độ cao...
- Câu 26.4. Một viên bi đang lăn trên mặt bàn nằm nghiêng có những dạng năng lượng nào mà em đã...
- Câu 26.5. Khi thả một thỏi kim loại đã được nung nóng vào một chậu nước lạnh thì nội năng của thỏi...
- Câu 26.6. Hãy giải thích sự thay đổi nhiệt năng trong các trường hợp sau:a) Khi đun nước, nhiệt độ...
- Câu 26.7. Biết 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng 4200 J thì nóng lên thêm 1 °C. Hỏi nếu truyền 126 000...
- Câu26.9*. Hãy dựa vào kết quả của Bài 26.8 để giải bài tập sau: Nếu đồ cùng một lúc 10 g nước...
- Câu 26.10*. Hãy so sánh và giải thích sự so sánh các đại lượng của hai lượng nước ở hai cốc vẽ...
Để giải bài toán này, ta cần xác định các giá trị cụ thể của m1, c1, m2, c2 trong hệ thức trên và giải phương trình để tìm ra nhiệt độ t đạt được khi có cân bằng nhiệt trong bình.
c) Hệ thức liên hệ giữa nhiệt độ với các nhiệt độ t1 và t2 là: m1c1(t-t1) = m2c2(t2-t), trong đó m1, c1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước lạnh, m2, c2 là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước nóng.
b) Ta có công thức liên hệ giữa nhiệt độ và nhiệt lượng: Q = mcΔt, trong đó Q là nhiệt lượng, m là khối lượng, c là nhiệt dung riêng và Δt là sự thay đổi nhiệt độ. Áp dụng công thức này, ta có: 1000*4200*(30-10) = 1000*4200*(t-10). Từ đó suy ra nhiệt độ t.
a) Trong quá trình trao đổi nhiệt, nước lạnh sẽ nhận nhiệt năng từ nước nóng và dần nóng lên. Ngược lại, nước nóng sẽ mất nhiệt năng và dần lạnh đi. Quá trình này diễn ra cho đến khi cả hai nước đạt được cân bằng nhiệt, tức là đạt được cùng một nhiệt độ.