Bài 8 trang 173 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước ở nhiệt độ 8,4^oC. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192 g đã nung nóng tới 100^oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại biết rằng nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5^oC.

Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhiệt dung riêng của đồng thau là 0,128.10³ J(kg.K).

Lời giải chi tiết

Gọi \({t_1}\) là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có: \({t_1} = 8,{4^0}C\)

\({t_2}\)  là nhiệt độ ban đầu của miếng kim loại, ta có \({t_2} = {100^0}C\)

\(t\) - là nhiệt độ khi cân bằng, theo đề bài ta có \(t = 21,{5^0}C\)

Ta có:

+ Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra là:

\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {m_{KL}}.{c_{KL}}.\left( {{t_2} - t} \right)\\ = \dfrac{{192}}{{1000}}.{c_{KL}}\left( {100 - 21,5} \right) = 15,072{c_{KL}}\end{array}\)

+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào:

\(\begin{array}{l}{Q_1} = {m_{NLK}}.{c_{NLK}}\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{128}}{{1000}}.0,{128.10^3}\left( {21,5 - 8,4} \right)\\ = 214,6304J\end{array}\)

Nhiệt lượng do nước thu vào :

\(\begin{array}{l}{Q_2} = {m_{{H_2}O}}.{c_{{H_2}O}}.\left( {t - {t_1}} \right)\\ = \dfrac{{210}}{{1000}}.4,{18.10^3}\left( {21,5 - 8,4} \right)\\ = 11499,18J\end{array}\)

Tổng nhiệt lượng thu vào là: \({Q_{thu}} = {Q_1} + {Q_2} = 214,6304 + 11499,18 = 11713,81J\)

+ Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow 15,072{c_{KL}} = 11713,81\\ \Rightarrow {c_{KL}} = 777,19J/kg.K\end{array}\)

Vậy nhiệt dung riêng của chất làm kim loại là \({c_{KL}} = 777,19J/kg.K\)