by Để xác định nhiệt độ của một bếp lò người ta làm như sau; Bỏ vào lò một khối đồng hình lập phương có cạnh a = 2cm, sau đó lấy khối đồng bỏ trên một tảng nước đá ở 0°C. Khi có cân bằng nhiệt, mặt trên của khối đồng chìm dưới mặt nước đá 1 đoạn b = 1cm. Biết khối lượng riêng của đồng là D0 = 8900kg/m$^{3}$, nhiệt dung riêng của đồng c0 = 400J/kg.k, nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.10$^{5}$J/kg.K , khối lượng riêng của nước đá D = 900kg/m$^{3}$. Giả sử nước đá chỉ tan có dạng hình hộp có tiết diện bàng tiết diện khối đồng.
Hướng dẫn
– Thể tích khối đồng là:
V = 2.2.2 = 8 (cm$^{3}$) = 8.10$^{-6}$ (m$^{3}$)
– Khối lượng của khối đồng là:
m = D.V = 8900. 8.10$^{-6}$ = 0,0712 (kg)
– Nhiệt lượng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt từ t$_{1}$ xuống 0°C:
Q$_{tỏa}$ = m$_{đ}$.c0.( t$_{1}$ – 0) = 0,0712.400.t$_{1}$ = 28,48t$_{1}$
– Thể tích nước đá bị nóng chảy là:
12.10$^{-6}$.900 = 10,8.10$^{-3}$
– Khối lượng nước đá nóng chảy là:
– Nhiệt lượng nước đá thu vào khi nóng chảy:
Q thu = λ. mnước = 3,4.10$^{5}$. 10,8.10$^{-3}$ = 3672 (J)
– Vì xem hai vật chỉ trao đổi nhiệt cho nhau nên ta có: Q$_{tỏa}$ = Q$_{thu}$
Hay : 28,48t$_{1}$ = 3672
=> t$_{1}$ = 128,9°C
– Vậy nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là 128,9°C hay nhiệt độ của lò là 128,9°C.
Đáp số: 128,9°C.
