by Người ta dẫn 0,1kg hơi nước ở nhiệt độ 100°C vào một nhiệt lượng kế chứa 2kg nước ở nhiệt độ 25°C. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt hoá hơi của nước lần lượt là C = 4200J/kg.K, L = 2,3.10$^{6}$J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Tính nhiệt độ sau cùng của hỗn hợp?
Hướng dẫn
– Nếu 0,1kg hơi nước ngưng tụ hoàn toàn ở 100°C thì toả ra nhiệt lượng là:
Q$_{1}$ = m$_{1}$L = 0,1.2,3.10$^{6}$ = 230000(J)
– Nếu 2kg nước tăng nhiệt độ đến 100°C thì thu nhiệt lượng là:
Q$_{2}$ = m$_{2}$C(t$_{2}$ – t$_{1}$) = 2. 4200.( 100 – 25) = 630000(J)
– Vì Q$_{2}$ > Q$_{1}$ nên hơi nước ngưng tụ hoàn toàn và nhiệt độ cân bằng t < 100°C.
– Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,1kg nước hạ từ 100°C xuống t°C là:
Q$_{11}$ = m$_{1}$C(100 – t)
– Nhiệt lượng thu vào khi 2kg nước tăng từ 25°C đến t°C là:
Q$_{22}$ = m$_{2}$C(t – 25)
– Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
230000 + m$_{1}$C(100 – t) = m$_{2}$C(t – 25)
⇒ 230000 + 0,1.4200(100 – t) = 2. 4200(t – 25)
⇒ t = 54,65(°C)
Đáp số: 54,65°C
