Tóm tắt:

m1 = 200g = 0,2kg ; c1 = 460J/kg.K

m2 = 500g = 0,5kg ; c2 = 880J/kg.K

V3 = 2l = 2.10-3m3 ; c3 = 4200J/kg.K

t23 = 20oC ; t = 28oC

a) Gọi nhiệt độ ban đầu của thỏi sắt (chính bằng nhiệt độ lò) là t1. Nhiệt lượng thỏi sắt tỏa ra đến khi cân bằng nhiệt là:

Q1=m1.c1(t1−t)=0,2.460(t1−28)=92t1−2576Q1=m1.c1(t1−t)=0,2.460(t1−28)=92t1−2576

Khối lượng của nước trong bình nhôm là: m3=Dn.V3=1000.2.10−3=2(kg)m3=Dn.V3=1000.2.10−3=2(kg)

Nhiệt lượng bình nước thu vào đến khi cân bằng nhiệt là:

Q2=(m2.c2+m3.c3)(t−t23)=(0,5.880+2.4200)(28−20)=70720(J)Q2=(m2.c2+m3.c3)(t−t23)=(0,5.880+2.4200)(28−20)=70720(J)

Ở phần này ta bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt:

Q1=Q2⇒92t1−2576=70720⇒92t1=73296⇒t1≈796,7(oC)Q1=Q2⇒92t1−2576=70720⇒92t1=73296⇒t1≈796,7(oC)

Vậy nhiệt độ của lò là 796,7oC.

b) Có 10% nhiệt lượng của thỏi sắt bị tỏa ra ngời nên nhiệt lượng thỏi sắt truyền cho bình nước chỉ là 90%. Gọi t1' là nhiệt độ thực của thỏi sắt.

Nhiệt lượng thực tế mà thỏi sắt tỏa ra là:

Q′1=Q2H=707200,9≈78577,78(J)Q1′=Q2H=707200,9≈78577,78(J)

Ta có:

Q′1=m1.c1(t′1−t)⇒t′1=Q′1m1.c1−t=78577,780,2.460+28≈882,11(oC)Q1′=m1.c1(t1′−t)⇒t1′=Q1′m1.c1−t=78577,780,2.460+28≈882,11(oC)

Vậy thực tế lò nung có nhiệt độ là 882,11oC