Một bình nhiệt lượng kế khối lượng m1=m chứa một lượng nước có khối lượng m=2 hệ thống đang có nhiệt

3/5

Một bình nhiệt lượng kế khối lượng m1=m chứa một lượng nước có khối lượng m2=2m hệ thống đang có nhiệt độ t1=100C. Người ta thả vào bình một cục nước đá khối lượng M nhiệt độ t2=−50C, khi cân bằng cục nước đá chỉ tan một nửa khối lượng của nó. Sau đó rót thêm một lượng nước ở nhiệt độ t3=500C, có khối lượng bằng tổng khối lượng của nước và nước đá có trong bình. Nhiệt độ cân bằng của hệ sau đó là t4=200C. 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=34.104J/kg. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế.

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

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:Qtoa=mc(t1−0)+2mc1(t1−0)=10mc+84000m

Qthu=Mc2(0−t2)+M2λ=180500M

Áp dụng phương trình cân bằngQtoa=Qthu⇒10mc+84000m=180500MGiai đoạn 2: Rót nước vào bình:Qtoa=(M+2m).c1.(t3−t4)=(M+2m).4200.(50−20)=126000(M+2m)

Qthu=mc(t4−0)+M2λ+(2m+M)c1(t4−0)=20.c.m+17.104M+84000(2m+M)Áp dụng phương trình cân bằng:Qtoa=Qthu⇒126000(M+2m)=20.c.m+17.104M+84000(2m+M)⇒42000(M+2m)=20.c.m+17.104M⇒m(84000−20c)=128000M

Từ (3) và (4) ta có phương trình:10mc+84000mm(84000−20c)=180500M128000M⇒10c+8400084000−20c=361256

⇒2560c+21504000=30324000−7220c

c=30324000−215040002560+7220=901,8/(kg.độ)