Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa 4kg nước ở 20 độ C. Bình 2 chứa 8kg nước ở 40 độ C. Người ta trút 1 lượng nước m từ bình 2 sang bình 1. Sau khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định người ta lại trút 1 lượng nước m từ bình 1 sang bình 2. Nhiệt độ ở bình 2 khi đã cân bằng nhiệt là 38 độ C. Tính lượng nước m đã trút và nhiệt độ ổn định ở bình 1.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
*Khi trút trong lần 1:
-Nhiệt lượng nước ở bình 1 lúc đầu thu vào là:
\(Q_{thu_1}=m_1.c.\left(t-t_1\right)=4.4200.\left(t-20\right)=16800.\left(t-20\right)\left(J\right)\).
-Nhiệt lượng nước trút từ bình 2 sang bình 1 tỏa ra là:
\(Q_{tỏa_1}=m.c.\left(t_2-t\right)=4200m.\left(40-t\right)=\left(J\right)\)
-Bỏ qua sự mất mát nhiệt, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu_1}=Q_{tỏa_1}\)
\(\Leftrightarrow16800\left(t-20\right)=4200m\left(40-t\right)\)
\(\Leftrightarrow16800t-336000=168000m-4200t\)
\(\Leftrightarrow21000t=504000m\)
\(\Leftrightarrow t=24m\left(^oC\right)\).
*Lần 2:
-Vì nhiệt độ cân bằng lần 2 là 38oC nên nước ở bình 2 lúc đó tỏa nhiệt, còn lượng nước trút lần 2 thu nhiệt.
-Lượng nước ở bình 2 sau lần đầu trút là:
\(m_2'=m_2-m=8-m\left(kg\right)\)
-Nhiệt lượng nước trút từ bình 1 sang bình 2 thu vào là:
\(Q_{thu_2}=m.c.\left(t'-t\right)=4200m.\left(38-24m\right)\left(J\right)\)
-Nhiệt lượng nước ở bình 2 sau lần đầu trút tỏa ra là:
\(Q_{tỏa_2}=m_2'.c.\left(t_2-t'\right)=\left(8-m\right).4200.\left(40-38\right)=8400\left(8-m\right)\left(J\right)\)
-Bỏ qua sự mất mát nhiệt, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu_2}=Q_{tỏa_2}\)
\(\Leftrightarrow4200m.\left(38-24m\right)=8400\left(8-m\right)\)
\(\Leftrightarrow159600m-100800m^2=67200-8400m\)
\(\Leftrightarrow168000m-100800m^2-67200=0\)
\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}m=1\left(nhận\right)\\m=\dfrac{2}{3}\left(loại\right)\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\)Lượng nước đã trút trong mỗi lần là: \(m=1\left(kg\right)\) và nhiệt độ ở bình 1 sau lần đổ thứ nhất là: \(t=24m=24.1=24^oC\)
Gọi t lả nhiệt độ sau lần 1.
Khi đổ lượng nước m vào bình 1 ta có pt:
Qthu=Qtoả
m.c.(40-t)= 4.c.(t-20)
<=> 40m-mt=4t-80 (1)
Khi đổ m lại bình 2 ta có pt:
Qthu=Qtoả
(8-m).c.(40-38)= m.c.(38-t)
16-2m= 38m-mt
<=> 16= 40m-mt (2)
Từ (1),(2):
=>4t-80= 16
=> t= 24.
Vậy nhiệt độ sau cân bằng 1 là 24 độ C.
Lượng nước m là:
16=40m-24m= 16m
=> m= 1 (kg)
ta có:
lúc đổ từ bình hai sang bình một thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Q1=Q2
\(\Leftrightarrow m_1C\left(t-t_1\right)=mC\left(t_2-t\right)\)
\(\Leftrightarrow4\left(t-20\right)=m\left(40-t\right)\)
\(\Leftrightarrow4t-80=40m-mt\)
\(\Leftrightarrow4t+mt=40m+80\)
\(\Rightarrow t=\frac{40m+80}{4+m}\left(1\right)\)
ta lại có:
lúc trút từ bình 1 sang bình hai thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Q1=Q2
\(\Leftrightarrow mC\left(t'-t\right)=\left(m_2-m\right)C\left(t_2-t'\right)\)
\(\Leftrightarrow m\left(38-t\right)=\left(8-m\right)\left(40-38\right)\)
\(\Leftrightarrow m\left(38-\frac{40m+80}{m+4}\right)=2\left(8-m\right)\)(thế phương trình (1) vào đây
\(\Leftrightarrow\frac{m\left(38m+152-40m-80\right)}{m+4}=16-2m\)
\(\Leftrightarrow m\left(72-2m\right)=\left(16-2m\right)\left(m+4\right)\)
\(\Leftrightarrow72m-2m^2=16m+64-2m^2-8m\)
\(\Leftrightarrow72m-2m^2=8m-2m^2+64\)
\(\Rightarrow64m-64=0\)
\(\Rightarrow m=1kg\)
\(\Rightarrow t=24\) độ C
vậy:lượng nước đã trút là 1kg và nhiệt độ ổn định ở bình 1 là 24 độ C
không biết đúng k đọc thấy hiểu mới cả trình bày đẹp nx cảm ơn bạn nhìu nha!
Khi trút một lượng nước m từ B1 sang B2 thì m kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 (t độ đó) xuống t3, m2 kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 đến t3.
Do nhiệt hao phí không đáng kể ( câu này phải lập luận) có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa = Qthu
<=> m(t1 - t3) = m2(t3 - t2) (đã rút gọn Cn)
<=> m(40- t3) = 1( t3-20)
<=> m= (t3-20)/(40-t3) (*)
Lúc này ở B1 còn (m1-m) kg nước có nhiệt độ t1=40, ở B2 có ( m2+m) kg nước có nhiệt độ t3
Khi trút một lượng nước m từ B2 về B1 thì (m1-m) kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 38 độ, m kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t3 lên 38 độ.
(lập luận như trên) có phương trình cần bằng nhiệt
Qtỏa = Q thu
<=>(m1-m)(t1-38) = m(38 - t3)
<=>(2-m)2 = m(38-t3)
<=>4-2m = m(38-t3)
<=>m(38 -t3 +2) =4
<=>m= 4/(40 -t3) (~)
Từ (*) và (~) ta có
t3 -20 = 4
<=>t3 = 24
Suy ra nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là 24 độ
Thay t3 = 24 độ vào một trong hai phương trình trên sẽ tìm được m = 0.25 kg
Xét cả quá trình :
Nhiệt lượn bình 1 tỏa ra :
\(Q=m_1.C.2=16800J\)
Nhiệt lượng này truyền cho bình 2.
\(Q=m_2.C.\left(t-20\right)\)
Xét lần trút từ bình 1 sang bình 2.
\(mC\left(40-24\right)=m_2C\left(24-20\right)\)
Tính được \(0,66666kg\)
Bài làm :
- Khi trút lượng nước m từ bình hai sang bình một ta có :
Qtỏa = Qthu
<=>mc(t2 – t'1) = m1c(t'1 – t1)
<=>m(t2 – t'1) = m1(t'1 – t1)
<=> m.(40 – t'1) = 4.(t'1 – 20)
<=>40m – mt'1 = 4t'1 – 80 (1)
- Khi trút lượng nước m từ bình một sang bình hai ta có:
Qthu = Qtỏa
<=> mc(t'2 – t'1) = c(m2 – m)(t2 – t'2)
<=> m (t'2 – t'1) = (m2 – m)(t2 – t'2)
<=> 38m – mt'1 = 16 – 2m
<=>40m - mt'1 = 16 (2)
Trừ (1) cho (2) theo vế với vế, ta có :
0 = 4t'1- 96 → t'1 = 240C
Thay t'1 = 240C vào (2) ta có: 40m – 24m = 16 => m = 1kg
Chúc bạn học tốt !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
* Tham khảo thoy nha :
Khi đổ lượng nước m từ bình 2 sang bình 1, gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t1’. Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
mc( t2 – t1’) = m1c ( t1’ – t1 )
<=>m( t2 – t1’ ) = m1(t1’ – t1)
Ta được: t1’ = (1)
Khi đổ lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là t2’. Ta có phương trình cân bằng nhiệt: mc( t2’ – t1’ ) = ( m2 – m )c(t2 – t2’ )
<=> mt2’ – mt1’ = ( m2 – m )( t2 – t2’ )
<=> mt2’ - ( m2 – m )( t2 – t2’ ) = mt1’
Ta được: t1’ = (2)
Từ (1) và (2) ta có =
Giải phương trình trên ta được:
m== =1kg
Thay m = 1kg vào (1) ta được: t1’ = = 24oC
- Khi đổ một lượng nước m (kg) từ bình 2 sang bình 1. nước ở bình 1 có nhiệt độ cân bằng là t1’.
- Ta có: m.c.(t2 - t1’) = m1c.(t1’- t1)
Hay: m.(t2 - t1’) = m1.(t1’- t1) (1)
- Sau khi đổ m (kg) từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ ở bình 2 sau khi cân bằng là t2’ ta lại có:
(m2 - m).c.(t2 - t2’) = m.c(t2’ - t1’)
Hay:
m2t2 - m2t2’ - mt2 + mt2’ = mt2’- mt1’
⇔ m(t2 - t1’) = m2( t2 - t2’) (2)
Hay : 4.(t1’ - 20) = 8.( 40 - 38) ⇔ t1’ = 24
Ta có phương trình cân bằng nhiệt ( lần 1)
\(Q_{toả_1}=Q_{thu_1}\\ \Leftrightarrow4c\left(60-t_{cb_1}\right)=mc\left(t_{cb_1}-20\right)\\ \Leftrightarrow t_{cb_1}=\dfrac{240+20m}{m+4}\left(1\right)\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt ( lần 2 )
\(Q_{toả_2}=Q_{thu_2}\\ \Leftrightarrow mc\left(t_{cb_1}-21,95\right)=\left(2-m\right)c.1,95\\ \Leftrightarrow t_{cb_1}=\dfrac{3,9+20m}{m}\left(2\right)\)
Từ (1) và (2)
\(\Leftrightarrow\dfrac{240+20m}{m+4}=\dfrac{3,9+20m}{m}\)
Giải phương trình trên ta được
\(\Rightarrow m\approx0,1kg\)
Thay m = 0,1kg ta được
\(\Leftrightarrow t_{cb}=59^o\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt lần 3
\(Q_{toả_3}=Q_{thu_3}\\ \Leftrightarrow4c\left(59-t_{cb}\right)=0,1c\left(t_{cb}-21,95\right)\\ \Rightarrow t_{cb}=58,1\)
a/ Giả sử khi rót lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t1) = m2.(t2 - t) (1)
Tương tự lần rót tiếp theo nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t' = 21,950C và lượng nước trong bình 1 lúc này chỉ còn (m1 - m) nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t') = (m1 - m).(t' - t1) (2)
Từ (1) và (2) ta có pt sau:
m2.(t2 - t) = m1.(t' - t1)
t=m2t2(t′−t1) / m2 (3)
Thay (3) vào (2) tính toán ta rút phương trình sau:
m=m1m2(t′−t1) / m2(t2−t1)−m1(t′−t1) (4)
Thay số vào (3) và (4) ta tìm được: t = 590C và m = 0,1 Kg.
b/ Lúc này nhiệt độ của bình 1 và bình 2 lần lượt là 21,950C và 590C bây giờ ta thực hiện rót 0,1Kg nước từ bình 1 sang bình 2 thì ta có thể viết được phương trình sau:
m.(T2 - t') = m2.(t - T2)
T2=m1t′+m2t / m+m2=58,120C
Bây giờ ta tiếp tục rót từ bình 2 sang bình 1 ta cũng dễ dàng viết được phương trình sau:
m.(T1 - T2) = (m1 - m).(t - T1)
T1=mT2+(m1−m)t′ / m1=23,760C
dấu / là phân số
THAM KHẢO!
Còn nhiều người làm được bài này, không khiến bạn copy rồi ghi tham khảo nhé!
Muốn ghi tham khảo qua box Xã Hội chơi ;)