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

Giải Vật Lí 8 Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Video giải Câu hỏi C1 trang 89 Vật lí 8

Câu hỏi C1 trang 89 Vật lí lớp 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?

Tóm tắt:

m₁ = 200g = 0,2kg; t₁ = 100^oC

m₂ = 300g = 0,3kg; t₂ = 25^oC.

Nhiệt độ cân bằng: t = ? ^oC

Lời giải:

a) Coi nhiệt độ nước sôi là t₁ = 100^oC, nhiệt độ nước trong phòng là t₂ = 25^oC.

- Nhiệt lượng do nước sôi tỏa ra: Q₁ = m₁.c.(t₁ – t)

- Nhiệt lượng do nước thu vào: Q₂ = m₂.c.(t – t₂)

- Phương trình cân bằng nhiệt:

Q₂ = Q₁

=> m₁.c.(t₁ – t) = m₂.c.(t – t₂)

=> m_1.(t₁ – t) = m₂.(t – t₂)

=> m_1.t₁ – m_1.t = m₂.t – m_2.t₂

=> m_1.t₁ + m_2.t₂ = m₂.t + m_1.t

=> m_1.t₁ + m_2.t₂ = (m₁+ m₂).t

- Nhiệt độ của hỗn hợp là:

$\mathrm{t}=\frac{{\mathrm{m}}_1.{\mathrm{t}}_1+{\mathrm{m}}_{2.}{\mathrm{t}}_2}{{\mathrm{m}}_1+{\mathrm{m}}_2}=\frac{0,2.100+0,3.25}{0,2+0,3}=55{(}^{\mathrm{o}}\mathrm{C})$

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