Có ba viên bi làm bằng sắt, nhôm và đồng đang có cùng nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí, khối lượng lần lượt là m1, m2 và m3 với m1 = 2m2 = m3

15/28

Có ba viên bi làm bằng sắt, nhôm và đồng đang có cùng nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí, khối lượng lần lượt là \({m_1},{m_2}\) và \({m_3}\) với \({m_1} = 2{m_2} = {m_3}\). Bỏ đồng thời ba viên bi vào một cốc nước nóng cho đến khi hệ cân bằng nhiệt. Nhiệt dung riêng của các chất có giá trị như bảng bên. Nhận định nào sau đây đúng?

Chất	Nhiệt dung riêng (kJ/kg.^oC)
Sắt	0,46
Nước	4,19
Nhôm	0,88
Đồng	0,38

Viên bi nhôm thu nhiệt lượng lớn nhất.

Cả ba viên bi thu nhiệt lượng bằng nhau.

Viên bi sắt thu nhiệt lượng lớn nhất.

Viên bi đồng thu nhiệt lượng lớn nhất.

Giải thích

Đáp án đúng là C

Ban đầu ba viên bi có cùng nhiệt độ. Khi bỏ vào cốc nước nóng đến khi cân bằng nhiệt, cả ba viên bi sẽ đạt cùng một nhiệt độ cuối. Do đó, độ biến thiên nhiệt độ \({\rm{\Delta }}t\) của ba viên bi là như nhau.

Gọi khối lượng của viên bi nhôm là \({m_2} = m\).

Theo giả thiết \({m_1} = 2{m_2} = {m_3}\), ta có:

Khối lượng viên bi sắt: \({m_1} = 2m\).

Khối lượng viên bi đồng: \({m_3} = 2m\).

Nhiệt lượng mà mỗi viên bi thu vào được tính bằng:

Viên bi sắt: \({Q_1} = {m_1}{c_{sat}}{\rm{\Delta }}t = 2m.0,46.{\rm{\Delta }}t = 0,92m{\rm{\Delta }}t\).

Viên bi nhôm: \({Q_2} = {m_2}{c_{nhom}}{\rm{\Delta }}t = m.0,88.{\rm{\Delta }}t = 0,88m{\rm{\Delta }}t\).

Viên bi đồng: \({Q_3} = {m_3}{c_{d{\rm{o}}ng}}{\rm{\Delta }}t = 2m.0,38.{\rm{\Delta }}t = 0,76m{\rm{\Delta }}t\).

So sánh các hệ số, ta thấy: \(0,92 > 0,88 > 0,76 \Rightarrow {Q_1} > {Q_2} > {Q_3}\).

Vậy viên bi sắt thu nhiệt lượng lớn nhất.