Đổ 120 g chất lỏng vào 20 g nước ở 100 °C. Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp là 37,5°C. Nhiệt độ ban đầu của chất lỏng là 20 °C. Nhiệt dung riêng của nước là 4 200 J/kgK. Nhiệt dung riêng của chất lỏng là...... J/kgK.
Lời giải chi tiết
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật bảo toàn năng lượng. Khi có sự cân bằng nhiệt, tổng nhiệt lượng mà nước mất đi bằng tổng nhiệt lượng mà chất lỏng thu vào.
Ta có: \[Q_\text{mất} = Q_\text{thu}\]
Với: - \(m_{\text{nước}} = 20 \text{ g} = 0.02 \text{ kg}\) - \(c_{\text{nước}} = 4200 \text{ J/kgK}\)
Nhiệt lượng mà nước mất đi: \[Q_\text{mất} = m_{\text{nước}} \cdot c_{\text{nước}} \cdot (t_\text{nước} - t) = 0.02 \times 4200 \times (100 - 37.5)\]
\[Q_\text{mất} = 0.02 \times 4200 \times 62.5 = 5250 \text{ J}\]
Với: - \(m_{\text{lỏng}} = 120 \text{ g} = 0.12 \text{ kg}\)
Nhiệt lượng mà chất lỏng thu vào: \[Q_\text{thu} = m_{\text{lỏng}} \cdot c_{\text{lỏng}} \cdot (t - t_\text{lỏng}) = 0.12 \cdot c_{\text{lỏng}} \cdot (37.5 - 20)\]
Từ biểu thức cân bằng nhiệt, ta có phương trình: \[5250 = 0.12 \cdot c_{\text{lỏng}} \cdot 17.5\]
Giải phương trình trên, ta tìm được: \[c_{\text{lỏng}} = \frac{5250}{0.12 \times 17.5} = 2500 \text{ J/kgK}\]
Vậy, nhiệt dung riêng của chất lỏng là 2500 J/kgK.
Chú ý khi giải