Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC. Biết nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của kẽm là 210J/kg.K, của chì là 130J/kg.K, của nước là 4190J/kg.K. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong hợp kim?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi m1 là khối lượng của chì, m2 là khối lượng của kẽm, m là khối lượng của hợp kim:
m = m1 + m2 = 0,05kg (1)
Nhiệt lượng chì và kẽm tỏa ra:
Q1 = m1.c1.(t0 - t) = m1.130.(136 – 18) = 15340.m1
Q2 = m2.c2.(t0 - t) = m2.210.(136 – 18) = 24780.m2
Nhiệt lượng nước thu vào:
Qn = mn.cn.(t - tn) = 0,05.4200.(18 - 14) = 810J
Vì muốn cho nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J nên nhiệt lượng kế thu vào:
Q4 = Qk.(t – tn) = 65,1.(18 – 14) = 260,4J
Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Q3 + Q4 = Q1 + Q2
↔ 15340.m1 + 24780.m2 = 1100,4 (2)
Từ (1), rút m2 = 0,05 – m1, thay vào phương trình (2), giải ra ta được:
m1 = 0,015kg, suy ra m2 = 0,035kg
Vậy khối lượng chì là 15 gam và khối lượng kẽm là 35 gam.
Lời giải
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào là:
\(Q_1=m_1.c_đ.\left(t-t_1\right)=0,17.380.\left(18-14\right)=258,4\left(J\right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào là:
\(Q_2=m_2.c_n.\left(t-t_1\right)=0,05.4200.\left(18-14\right)=840\left(J\right)\)
Nhiệt lượng chì tỏa ra là:
\(Q_3=m_3.c_{ch}.\left(t_2-t\right)=m_3.130.\left(136-18\right)\left(J\right)\)
Nhiệt lượng kẽm tỏa ra là:
\(Q_4=m_4.c_k.\left(t_2-t\right)=m_4.210.\left(136-18\right)\left(J\right)\)
Bỏ qua sự mất mát nhiệt, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_1+Q_2=Q_3+Q_4\)
\(\Leftrightarrow258,4+840=m_3.130.\left(136-18\right)+m_4.210.\left(136-18\right)\) (*)
Ta có: \(m_3+m_4=0,05\Rightarrow m_4=0,05-m_3\)
Thay vào (*) ta được:
\(258,4+840=m_3.130.\left(136-18\right)+\left(0,05-m_3\right).210.\left(136-18\right)\)
Giải phương trình trên ta được:
\(m_3\approx0,01\left(kg\right)\)
\(\Rightarrow m_4=0,05-m_3\approx0,05-0,01=0,04\left(kg\right)\)
Vậy KL của chì là 0,01 kg ; KL của kẽm là 0,04 kg.
Gọi t1 là nhiệt độ ban đầu của miếng hợp kim, ta có t1=1360C
t2 là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế, ta có t2=140C
t=180C - nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế
Nhiệt lượng toả ra:
Q Z n = m Z n . C Z n ( t 1 − t ) Q P b = m P b . C P b ( t 1 − t ) ⇔ = m Z n .337. ( 136 − 18 ) = 39766 m Z n = m P b .126. ( 136 − 18 ) = 14868 m P b
Nhiệt lượng thu vào:
Q H 2 O = m H 2 O . C H 2 O ( t − t 2 ) = 100 1000 .4180 ( 18 − 14 ) = 1672 J Q N L K = C ' ( t − t 2 ) = 50. ( 18 − 14 ) = 200 J
Ta có, phương trình cân bằng nhiệt:
Q t o a = Q t h u ↔ 39766 m Z n + 14868 m P b = 1672 + 200 1
Mặt khác, theo đầu bài, ta có:
m Z n + m P b = 50 g = 0 , 05 k g 2
Từ (1) và (2), ta có:
39766 m Z n + 14868 m P b = 1872 m Z n + m P b = 0 , 05 → m Z n = 0 , 045 k g m P b = 4 , 67.10 − 3 ≈ 0 , 005 k g
Đáp án: A
Theo đề bài ta đc
\(m_1+m_2=0,1\\ \Rightarrow m_2=0,1-m_1\)
Ta có ptcbn
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow0,1.4200\left(18-14\right)=m_1.210+\left(100-m_1\right)130\left(136-14\right)\\ \Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_1\approx0,04\\m_2\approx0,06\end{matrix}\right.\)
Nhiệt lượng toả ra :
Q = m 1 c 1 ∆ t + (0,05 - m1 ) c 2 ∆ t (1)
Ở đây m 1 , c 1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của kẽm, c 2 là nhiệt dung riêng của chì.
Nhiệt lượng thu vào :
Q' = mc ∆ t' + c' ∆ t' = (mc + c') ∆ t' (2)
Ở đây m, c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước, c' là nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế.
Từ (1) và (2) rút ra :
Khối lượng của chì m 2 = 0,05 – m 1 , hay m 2 = 0,005 kg.
Đáp án: B
Phương trình cân bằng nhiệt:
(Cnlk + mncn).(t – t1) = [mkck + (mhk – mk)cch].(t2 – t)
→ mch = mhk – mk = 5 g.
gọi khối lượng chì là m(kg) thì khối lượng kẽm là 0,05-m(kg)
\(=>Qthu\left(chi\right)=m.130\left(136-18\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(kem\right)=\left(0,05-m\right)210\left(136-18\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nuoc\right)=0,05.4190.\left(18-14\right)=838\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nhiet-ke\right)=65,1.\left(18-14\right)=260,4\left(J\right)\)
\(=>m.130\left(136-18\right)+\left(0,05-m\right).210\left(136-18\right)=838+260,4\)
\(=>m=0,01kg\)=>khối lượng chì là 0,01kg
=>khối lượng kẽm là 0,05-0,01=0,04kg