Một người thợ xác định nhiệt độ của một lò nung bằng cách đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50 g

45/137

Một người thợ xác định nhiệt độ của một lò nung bằng cách đưa vào trong lò một miếng sắt có khối lượng 50 g. Coi thời gian nung là đủ dài và tốc độ nung chậm để miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ lò nung. Khi đó, người thợ lấy miếng sắt ra khỏi lò nung và thả nó vào một nhiệt lượng kế có vỏ bằng thép, khối lượng 150g chứa 0,7 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Coi miếng sắt và nhiệt lượng kế chứa nước chỉ truyền nhiệt cho nhau. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước lúc này tăng lên đến 26 °C. Biết nhiệt dung riêng của sắt và thép là 460 J/kg.K, của nước là 4 180 J/kg.K.

a) Tính nhiệt độ của lò nung.

b) Tính độ biến thiên nội năng của miếng sắt từ lúc thả vào nước đến lúc cân bằng nhiệt.

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

a) Gọi t (°C) là nhiệt độ của lò nung.

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có: $m_{s} c_{s} (t - t_{cb}) = (m_{n} c_{n} + m_{nlk} c_{th}) (t_{n} - t_{cb})$

$\Rightarrow t = \frac{(m_{n} c_{n} + m_{nlk} c_{th}) (t_{n} - t_{cb})}{m_{s} c_{s}} + t_{cb} = \frac{(0, 7 \cdot 4180 + 0, 15 \cdot 460) \cdot 6}{0, 05 \cdot 460} + 26 \approx 807, 3^{°} C$

b) Nhiệt lượng cần thiết: $Q = (0, 7 \cdot 4180 + 0, 15 \cdot 460) \cdot 6 = 17970 J .$

Độ biến thiên nội năng của miếng sắt từ lúc thả vào nước đến lúc cân bằng nhiệt:

DU = A + Q = 0 – 17 970 = –17 970 J.