Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở nhiệt độ 8,4^oC

Bài 25.16 trang 70 SBT Vật Lí 8: Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở nhiệt độ 8,4^oC. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một miếng hợp kim khối lượng 192g được làm nóng tới 100^oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 21,5^oC. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K; của nước là 4200 J/kg.K.

Tính nhiệt dung riêng của hợp kim. Hợp kim đó có phải là hợp kim của đồng và sắt không? Tại sao?

Tóm tắt:

Nhiệt lượng kế: m₁ = 128g = 0,128kg; t₁ = 8,4^oC; c₁ = 380J/kg.K

Nước: m₂ = 240g = 0,24kg; t₂ = 8,4^oC; c₂ = 4200J/kg.K

Hợp kim: m₃ = 192g = 0,192kg; t₃ = 100^oC

t_{cân bằng} = t = 21,5^oC

Tìm c₃ = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào lần lượt là:

Q₁ = m₁.c₁.(t – t₁) = 0,128.380.(21,5 – 8,4) = 637,184J

Q₂ = m₂.c₂.(t – t₂) = 0,24.4200.(21,5 – 8,4) = 13204,8J

Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra:

Q₃ = m₃.c₃.(t₃ – t) = 0,192.c₃.(100 – 21,5) = 15,072.c₃ (J)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

Q₃ = Q₁ + Q₂ (1)

⇔ 637,184 + 13204,8 = 15,072.c₃

⇒ c₃ = 918J/kg.K

Hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và sắt vì cả hai chất có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918J/kg.K.