1 ấm bằng đồng có m=0,4kg và 1 ấm bằng sứ có m =0,5kg đều có thể chứ 0,6kg nước. Cho rằng chè pha càng ngon nếu nhiệt độ của nước chè càng cao. Nhiệt độ trong phòng là 20độ C.
a) Dùng nước sôi pha chè vào ấm nào tốt hơn?
b)trên thực tế pha trà bằng ấm sứ vẫn tốt hơn tại sao. Biết cđồng=380J/kgK, csứ=800J/kgK, cnước=4200J/kgK
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
a. Gọi t là nhiệt độ cân bằng khi pha chè bằng ấm đồng, t’ là nhiệt độ cân bằng khi pha chè bằng ấm sứ.
Ta có:
Phương trình cân bằng nhiệt khi pha chè bằng ấm đồng:
0,4.380.(t – 20) = 0,6.4200(100 – t)
<=> 152t – 3040 = 252000 – 2520t
<=> t = 95,44 ($^0$C)
Phương trình cân bằng nhiệt khi pha chè bằng ấm sứ:
0,5.800(t’ – 20) = 0,6.4200(100 – t’)
<=> t’ = 89,04 ($^0$C)
Vì nhiệt độ cân bằng khi pha chè bằng ấm đồng cao hơn nên pha chè bằng ấm đồng ngon hơn.
b. Trên thực tế pha chè bằng ấm sứ vẫn ngon hơn vì ấm sứ giữ nhiệt tốt hơn (do sứ dẫn nhiệt kém) nên giữ nhiệt cho nước chè được lâu.
Đáp án:
a. Dùng nước sôi pha chè vào ấm đồng sẽ ngon hơn.
Ta có nhiệt độ cân bằng khi rót vào ấm đồng và ấm sứ là:
\[\begin{array}{l}
{m_d}{c_d}\left( {{t_{cb}} – {t_o}} \right) = {m_n}{c_n}\left( {{t_n} – {t_{cb}}} \right)\\
\Leftrightarrow 0,4.380.\left( {{t_{cb}} – 20} \right) = 0,6.4200.\left( {100 – {t_{cb}}} \right)\\
\Leftrightarrow {t_{cb}} = 95,{45^o}C
\end{array}\]
\[\begin{array}{l}
{m_s}{c_s}\left( {{t_{cb}} – {t_o}} \right) = {m_n}{c_n}\left( {{t_n} – {t_{cb}}} \right)\\
\Leftrightarrow 0,5.800.\left( {{t_{cb}} – 20} \right) = 0,6.4200.\left( {100 – {t_{cb}}} \right)\\
\Leftrightarrow {t_{cb}} = {89^o}C
\end{array}\]
Vì nhiệt độ khi cân bằng khi rót vào ấm đồng cao hơn nên rót vào ấm đồng sẽ ngon hơn.
b. Thực tế thì ta rót vào ấm sứ sẽ giữ được nước nóng lâu hơn vì sứ dẫn nhiệt kém, nên ít truyền nhiệt ra bên ngoài.