một bình chứa 500g nước ơ nhiệt độ t=25 độ c.Ta rót vào bình 300g nước 71 độ c ,rồi rót tiếp vào bình 200g nước 81 độ c .Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với bình và moi trương xung quanh .Tính nhiệt độ của nước trong binh khi vừa cân bằng nhiệt
một bình chứa 500g nước ơ nhiệt độ t=25 độ c.Ta rót vào bình 300g nước 71 độ c ,rồi rót tiếp vào bình 200g nước 81 độ c .Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với bình và moi trương xung quanh .Tính nhiệt độ của nước trong binh khi vừa cân bằng nhiệt
Đáp án: `t=50^oC`
Giải:
`m_1=500g=0,5 \ kg`
`t_1=25^oC`
`m_2=300g=0,3 \ kg`
`t_2=71^oC`
`m_3=200g=0,2 \ kg`
`t_3=81^oC`
—————————
`t=?`
Giải:
Gọi `c` là nhiệt dung riêng của nước
Giả sử $t_1<t<t_2<t_3 \ (^oC)$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
`m_1c(t-t_1)=m_2c(t_2-t)+m_3c(t_3-t)`
→ `m_1(t-t_1)=m_2(t_2-t)+m_3(t_3-t)`
→ `m_1t-m_1t_1=m_2t_2-m_2t+m_3t_3-m_3t`
→ `(m_1+m_2+m_3)t=m_1t_1+m_2t_2+m_3t_3`
→ $t=\dfrac{m_1t_1+m_2t_2+m_3t_3}{m_1+m_2+m_3}=\dfrac{0,5.25+0,3.71+0,2.81}{0,5+0,3+0,2}=50 \ (^oC)$
Đáp án:
$t_{2′}=50^{o}C$
Giải thích các bước giải:
$m_{1}=500g=0,5kg$
$t_{1}=25^{o}C$
$m_{2}=300g=0,3kg$
$t_{2}=71^{o}C$
$m_{3}=200g=0,2kg$
$t_{3}=81^{o}C$
$c=4200J/kg.K$
$t_{2′}=?$
Gọi nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt lần 1 và lần 2 lần lượt là $t_{1′};t_{2′}(^{o}C)$
Phương trình cân bằng nhiệt lần 1 :
$Q_{tỏa_{1}}=Q_{thu_{1}}$
$m_{2}.c.Δt_{2}=m_{1}.c.Δt_{1}$
$0,3.(71-t_{1′})=0,5.(t_{1′}-25)$
$213-3t_{1′}=5t_{1′}-125$
$8t_{1′}=338$
$t_{1′}=42,25^{o}C$
Phương trình cân bằng nhiệt lần 2 :
$Q_{tỏa_{2}}=Q_{thu_{2}}$
$m_{3}.c.Δt_{3}=(m_{1}+m_{2}).c.Δt_{4}$
$0,2.(81-t_{2′})=(0,5+0,3).(t_{2′}-42,25)$
$16,2-0,2t_{2′}=0,8t_{2′}-33,8$
$t_{2′}=50^{o}C$
Vậy nhiệt độ của nước trong binh khi vừa cân bằng nhiệt là $50^{o}C$