Ba bình chứ nước có khối lượng nước tương ứng là: m= 2m2= 3m3 và nhiệt độ ban đầu là: t1= 2t2= 3t3. Sau khi trộn đều vào nhauthì nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 49°C. Hỏi nhiệt độ ban đầu của mỗi bình là bao nhiêu? Xem sự trao đổi nhiệt chỉ xảy ra giữa các lượng nước với nhau
Đáp án:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{t_1} = t = {21^o}C\\
{t_2} = 2t = {42^o}C\\
{t_3} = 3t = {63^o}C
\end{array} \right.\)
Giải thích các bước giải:
Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}
{m_1} = 2{m_2} = 3{m_3} = 3m\\
{t_1} = 2{t_2} = 3{t_3} = 3t
\end{array} \right.\)
Vì trong có nhiệt lượng truyền ra bên ngoài ta có:
\[\begin{array}{l}
{Q_1} + {Q_2} + {Q_3} = 0\\
\Leftrightarrow {m_1}c\left( {{t_{cb}} – {t_1}} \right) + {m_2}c\left( {{t_{cb}} – {t_2}} \right) + {m_3}c\left( {{t_{cb}} – {t_3}} \right) = 0\\
\Leftrightarrow mc\left( {{t_{cb}} – t} \right) + 2mc\left( {{t_{cb}} – 2t} \right) + 3mc\left( {{t_{cb}} – 3t} \right) = 0\\
\Leftrightarrow t = \frac{3}{7}{t_{cb}} = \frac{3}{7}{.49^o}C = {21^o}C
\end{array}\]
Vậy nhiệt độ mỗi bình là:
\[\left\{ \begin{array}{l}
{t_1} = t = {21^o}C\\
{t_2} = 2t = {42^o}C\\
{t_3} = 3t = {63^o}C
\end{array} \right.\]