Trên bàn có rất nhiều các quả cầu kim loại giống nhau ở cùng nhiệt độ t1 = 120oC và hai bình nước ở cùng nhiệt độ t2. Bỏ vào bình thứ nhất 2 quả cầu kim loại, khi cân bằng nhiệt thì nước trong bình có nhiệt độ ta = 55,7oC. Bỏ vào bình thứ hai 1 quả cầu kim loại, đợi cân bằng nhiệt rồi lấy quả cầu đó ra và bỏ tiếp 1 quả cầu khác vào bình. Khi cân bằng nhiệt nước trong bình thứ 2 có nhiệt độ là tb = 57,5oC. Xác định t2. Bỏ qua sự mất mát năng lượng vào môi trường
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a, Gọi khối lượng nước là \(m\), khối lượng và nhiệt dung riêng quả cầu là \(m_1,c_1\). Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là \(t_{cb}\left(tcb\right)\) và số quả cầu thả vô nước là \(N\)
Ta có
Nhiệt lượng từ các quả cầu là
\(Q_{tỏa}=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\)
Nhiệt lượng cân bằng của nước là
\(Q_{thu}=4200m\left(t_{cb}-20\right)\)
Pt cân bằng :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow4200m\left(t_{cb}-20\right)=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\left(1\right)\)
Khi thả quả cầu đầu tiên \(N=1;t_{cb}=40^oC\) ta có
\(1m_1c_1\left(100-40\right)=4200m\left(40-20\right)\\ \Rightarrow m_1c_1=1400m\left(2\right)\)
Thay (2) và (1) ta đc
\(N.1400m\left(100-t_{cb}\right)=4200m\left(t_{cb}-20\right)\\ \Rightarrow100N-Nt_{cb}=3t_{cb}-60\left(\cdot\right)\)
Khi thả thêm quả cầu thứ 2 \(N=2\), từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta được
\(200-2t_{cb}=3t_{cb}-60\\ \Rightarrow t_{cb}=52^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước là 52oC
Khi thả thêm quả cầu thứ 3 \(N=3\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(300-3t_{cb}=3t_{cb}-60^oC\Rightarrow t_{cb}=60^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 3 thì \(t_{cb}\) nước là 60oC
Khi \(t_{cb}=90^oC\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(100N-90N=270-60\\ \Rightarrow N=21\)
Vận cần thả 21 quả cầu thì \(t_{cb}=90^oC\)
Vì: Hai bình nước giống nhau, chứa cùng lượng nước, nên
Ta có:Pt cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
<=>m.c.(t2-25)=m.c.(25-t1)
<=>t2-25=25-t1
<=>\(\dfrac{3}{2}t_1\)-25=25-t1
<=>t1=20oC
=>t2=\(\dfrac{3}{2}.20=30^oC\)
nhiệt dung riêng bằng 880J/Kg.K (nhôm)
Còn nhiệt độ cân bằng của hệ thì hình như là 32,1 độ
Thả vào bình (1):
Săt: \(Q_{tỏa}=mc\Delta t=460m\cdot\left(t-4,2\right)J\)
Nước: \(Q_{thu}=mc\Delta t=5\cdot4200\cdot4,2=88200J\)
\(\Rightarrow Q_{tỏa}=Q_{thu}\Rightarrow460m\left(t-4,2\right)=88200\left(1\right)\)
Thả vào bình (2):
Sắt: \(Q_{tỏa}=m\cdot c\cdot\Delta t=460m\left(t-28,9\right)J\)
Nước: \(Q_{thu}=mc\Delta t=4\cdot4200\cdot\left(28,9-25\right)=65520J\)
\(\Rightarrow460m\left(t-28,9\right)=65520\left(2\right)\)
Lấy \(\dfrac{\left(1\right)}{\left(2\right)}\):
\(\Rightarrow\dfrac{460m\left(t-4,2\right)}{460m\left(t-28,9\right)}=\dfrac{88200}{65520}\)
\(\Rightarrow t=100^oC\)
\(460m\left(t-4,2\right)=88200\Rightarrow m\approx2kg\)
Hai bình nước có giống nhau không bạn?
Có bạn nhé =)))