Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước

Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Bài C1 trang 89 Vật Lí 8: a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng.

b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính được. Giải thích tại sao nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được?

Trả lời

a) Kết quả phụ thuộc vào nhiệt độ phòng trong lớp lúc giải bài tập này.

Giả sử nhiệt độ trong phòng là 25^οC

m₁ = 200g = 0,2kg, c = 4200J/kgK, t₁ = 100^οC

m₂ = 300g = 0,3kg, t₂ = 25^οC. Tìm t.

Nhiệt lượng do 200g nước tỏa ra là:

Q_tỏa = m₁.c(t₁ – t) = 0,2.4200(100 – t) = 84000 – 840t

Nhiệt lượng do 300g nước thu vào:

Q_thu = m₂c(t – t₂) = 0,3. 4200 (t – 25) = 1260t – 31500

Phương trình cân bằng nhiệt: Q_tỏa = Q_thu ⇒ t = 55^οC

b) Nhiệt độ tính được chỉ gần bằng nhiệt độ đo được trong thí nghiệm vì trong khi tính toán ta đã bỏ qua sự trao đổi nhiệt với các dụng cụ đựng nước và môi trường bên ngoài.