Chúng ta cùng giải từng câu nhé.
---
### Câu 7:
**Dữ liệu:**
- Khối lượng sắt \(m_s = 25\,g = 0,025\,kg\)
- Nhiệt dung riêng sắt \(c_s = 478\,J/kg.K\)
- Khối lượng nhiệt lượng kế \(m_{nl} = 200\,g = 0,2\,kg\)
- Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế \(c_{nl} = 418\,J/kg.K\)
- Thể tích nước \(V_w = 0,5\,l = 0,5\,kg\) (vì khối lượng riêng nước ~ 1kg/l)
- Nhiệt dung riêng nước \(c_w = 4,18 \times 10^3\,J/kg.K\)
- Nhiệt độ ban đầu của nước và nhiệt lượng kế \(T_1 = 10^\circ C\)
- Nhiệt độ cuối cùng của nước và nhiệt lượng kế \(T_2 = 22,5^\circ C\)
- Nhiệt độ của lò nung là \(T_l\) (cần tìm)
---
**Phân tích:**
Khi thả miếng sắt nóng vào nhiệt lượng kế chứa nước, miếng sắt sẽ tỏa nhiệt cho nước và nhiệt lượng kế, làm nhiệt độ của nước và nhiệt lượng kế tăng lên.
Giả sử không có sự thất thoát nhiệt ra môi trường.
Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra:
\[
Q_s = m_s c_s (T_l - T_2)
\]
Nhiệt lượng nước hấp thụ:
\[
Q_w = m_w c_w (T_2 - T_1)
\]
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế hấp thụ:
\[
Q_{nl} = m_{nl} c_{nl} (T_2 - T_1)
\]
Do bảo toàn năng lượng:
\[
Q_s = Q_w + Q_{nl}
\]
Thay số vào ta có:
\[
0,025 \times 478 \times (T_l - 22,5) = 0,5 \times 4180 \times (22,5 - 10) + 0,2 \times 418 \times (22,5 - 10)
\]
Tính các giá trị bên phải:
\[
Q_w = 0,5 \times 4180 \times 12,5 = 0,5 \times 4180 \times 12,5 = 0,5 \times 52250 = 26125\,J
\]
\[
Q_{nl} = 0,2 \times 418 \times 12,5 = 0,2 \times 5225 = 1045\,J
\]
Tổng nhiệt lượng hấp thụ:
\[
Q_w + Q_{nl} = 26125 + 1045 = 27170\,J
\]
Phương trình:
\[
0,025 \times 478 \times (T_l - 22,5) = 27170
\]
Tính hệ số bên trái:
\[
0,025 \times 478 = 11,95
\]
Do đó:
\[
11,95 (T_l - 22,5) = 27170
\]
Giải cho \(T_l\):
\[
T_l - 22,5 = \frac{27170}{11,95} = 2273,6
\]
\[
T_l = 2273,6 + 22,5 = 2296,1^\circ C
\]
---
### Kết luận câu 7:
Nhiệt độ của lò nung khoảng **2296,1°C**.
---
### Câu 8:
**Dữ liệu:**
- Khối lượng sắt \(m_s = 22,3\,g = 0,0223\,kg\)
- Nhiệt dung riêng sắt \(c_s = 478\,J/kg.K\)
- Khối lượng nhiệt lượng kế \(m_{nl} = 200\,g = 0,2\,kg\)
- Nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế \(c_{nl} = 420\,J/kg.K\)
- Thể tích nước \(V_w = 0,45\,l = 0,45\,kg\)
- Nhiệt dung riêng nước \(c_w = 4,2 \times 10^3\,J/kg.K\)
- Nhiệt độ ban đầu của nước và nhiệt lượng kế \(T_1 = 15^\circ C\)
- Nhiệt độ cuối cùng \(T_2 = 22,5^\circ C\)
- Nhiệt độ của lò nung \(T_l\) cần tìm (đơn vị K)
---
**Phương pháp tương tự câu 7:**
Bảo toàn năng lượng:
\[
m_s c_s (T_l - T_2) = m_w c_w (T_2 - T_1) + m_{nl} c_{nl} (T_2 - T_1)
\]
Thay số:
\[
0,0223 \times 478 \times (T_l - 22,5) = 0,45 \times 4200 \times (22,5 - 15) + 0,2 \times 420 \times (22,5 - 15)
\]
Tính bên phải:
\[
22,5 - 15 = 7,5
\]
\[
Q_w = 0,45 \times 4200 \times 7,5 = 0,45 \times 31500 = 14175\,J
\]
\[
Q_{nl} = 0,2 \times 420 \times 7,5 = 0,2 \times 3150 = 630\,J
\]
Tổng nhiệt lượng hấp thụ:
\[
14175 + 630 = 14805\,J
\]
Tính hệ số bên trái:
\[
0,0223 \times 478 = 10,6594
\]
Phương trình:
\[
10,6594 (T_l - 22,5) = 14805
\]
Giải:
\[
T_l - 22,5 = \frac{14805}{10,6594} = 1389,1
\]
\[
T_l = 1389,1 + 22,5 = 1411,6^\circ C
\]
---
**Chú ý:** Câu hỏi yêu cầu nhiệt độ lò nung theo K (Kelvin):
\[
T_l(K) = T_l(^\circ C) + 273,15 = 1411,6 + 273,15 = 1684,75\,K
\]
---
### Kết luận câu 8:
Nhiệt độ của lò nung là khoảng **1684,75 K**.
---
## Tổng kết:
- Câu 7: Nhiệt độ lò khoảng **2296,1°C**
- Câu 8: Nhiệt độ lò khoảng **1684,75 K**
Nếu em còn thắc mắc hay muốn giải thích thêm phần nào, em cứ hỏi nhé!