Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ , người ta bắt đầu nhỏ các giọt nước nóng xuống
2/6
Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa m0=100gnước ở nhiệt đột0=200C, người ta bắt đầu nhỏ các giọt nước nóng xuống đều đặn, nhiệt độ nước nóng không đổi. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế vào số giọt nước nhỏ vào bình có dạng như hình vẽ. Coi khối lượng của các giọt nước là như nhau và sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt vào môi trường và nhiệt lượng kế.
1. Tính nhiệt độ của nước nóng và khối lượng của mỗi giọt nước.
2. Giả thiết khi nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là 400C, người ta không đổ thêm nước nóng nữa, mà thả vào đó một cục nước đá có khối lượng 50g. Tính nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là =336.103 J/kg.
Gọi khối lượng mỗi giọt nước nóng là m, nhiệt độ là tx. Theo đồ thị khi có N1=200 giọt nước nóng nhỏ vào nhiệt lượng kế thì nhiệt độ trung bình là t1=300c, khi có cân bằng nhiệt ta có:
200mc(tx – t1) = m0c(t1 – t0) => t1=200mtx+m0t0200m+m0=30 (1)
Tương tự theo đồ thị khi có N2= 500 giọt nước nóng nhỏ vào nhiệt lượng kế ta có;
t2=500mtx+m0t0500m+m0=40 (2)
Gải hệ (1) và (2) ta được m = 0,1g và tx = 800C
2.
Khi có cân bằng nhiệt ta có:
c( m0 +500.m).(40 – tx) = m02λ+cm02tx
0,15.4200.(40 – tx) = 0,05.336.103 + 0,05.4200.tx
=> tx = 100 C