dùng 1 ca nước nhỏ múc nước nóng đổ vào bình nhiệt lượng kế sau khi đổ ca thứ nhất nhiệt độ bình nhiệt lượng kế tăng lên 5 độ C, sau khi đổ ca thứ 2 vào bình nhiệt lượng kế thì nhiệt độ trog bình tăng 3 độ C. Hỏi lần thứ 3 dùng 10 ca nước đổ vào thì bình nhiệt lượng kế tăng lên bao nhiêu
Đáp án:
$\Delta {t_3} = 10,{87^o}C$
Giải thích các bước giải:
Khi dùng 1 ca nước nhỏ múc nước nóng đổ vào bình nhiệt lượng kế, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
$\begin{array}{*{20}{l}}
{{Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow mc\left( {{t_1} – t – \Delta {t_1}} \right) = m’c\Delta {t_1}}\\
{ \Leftrightarrow m\left( {{t_1} – t – 5} \right) = 5m’}\\
{ \Leftrightarrow \dfrac{{m’}}{m} = \dfrac{{a – 5}}{5}\left( {a = {t_1} – t} \right)\left( 1 \right)}
\end{array}$
Khi dùng 2 ca nước nhỏ múc nước nóng đổ vào bình nhiệt lượng kế, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
$\begin{array}{l}
{Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow mc\left( {{t_1} – t – \Delta {t_1} – \Delta {t_2}} \right) = \left( {m’ + m} \right)c\Delta {t_2}\\
\Leftrightarrow m\left( {{t_1} – t – 5 – 3} \right) = 3\left( {m’ + m} \right)\\
\Leftrightarrow \dfrac{{m’ + m}}{m} = \dfrac{{a – 8}}{3} \Leftrightarrow \dfrac{{m’}}{m} = \dfrac{{a – 8}}{3} – 1\left( 2 \right)
\end{array}$
Vậy:
$\begin{array}{l}
\left( 1 \right),\left( 2 \right) \Rightarrow \dfrac{{a – 5}}{5} = \dfrac{{a – 8}}{3}\\
\Leftrightarrow 3a – 15 = 5a – 40\\
\Leftrightarrow 2a = 25 \Rightarrow a = 12,5\\
\Rightarrow \dfrac{{m’}}{m} = \dfrac{{12,5 – 5}}{5} = 1,5
\end{array}$
Vào lần thứ 3 dùng 10 ca nước đổ vào thì bình nhiệt lượng kế tăng lên:
$\begin{array}{l}
{Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow 10mc\left( {{t_1} – t – \Delta {t_3}} \right) = m’c\Delta {t_3}\\
\Leftrightarrow 10m\left( {a – \Delta {t_3}} \right) = m’\Delta {t_3}\\
\Leftrightarrow \dfrac{{m’}}{{10m}} = \dfrac{{a – \Delta {t_3}}}{{\Delta {t_3}}} \Leftrightarrow \dfrac{1}{{10}}.1,5 = \dfrac{{12,5 – \Delta {t_3}}}{{\Delta {t_3}}}\\
\Leftrightarrow 0,15\Delta {t_3} = 12,5 – \Delta {t_3}\\
\Leftrightarrow 1,15\Delta {t_3} = 12,5 \Rightarrow \Delta {t_3} = 10,{87^o}C
\end{array}$