Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì. Đổ vào nhiệt lượng kế 1 ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng 4 độ C. Sau đó lại đổ thêm 1 ca nước nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 2 độ C. Hỏi nếu đổ thêm vào nhiệt lượng kế cùng 1 lúc 10 ca nước nóng trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu?
CHÚC BẠN HỌC TỐT !!!!!!!!!
Đáp án:
`72/7 ^0C`
Giải thích các bước giải:
Gọi khối lượng nhiệt lượng kế, khối lượng 1 ca nước lần lượt là $m_1, m_2 (kg)$
Nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế, của nước trong ca lần lượt là $t_1, t_2 (⁰C)$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ nhất, ta có:
$Q_{thu1} = Q_{tỏa1}$
$⇔ m_1.c_1.4 = m_2.c_2.[t_2 – (t_1 + 4)]$
$⇔ m_1.c_1.4 = m_2.c_2.(t_2 – t_1 – 4)$
$⇔ \dfrac{m_1.c_1}{m_2.c_2} = \dfrac{t_2 – t_1 – 4}{4}$ $(1)$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ hai, ta có:
$Q_{thu2} = Q_{tỏa2}$
$⇔ m_1.c_1.2 + m_2.c_2.2 = m_2.c_2.[(t_2 – (t_1 + 4 + 2)]$
$⇔ m_1.c_1.2 = m_2.c_2.(t_2 – t_1 – 8)$
$⇔ \dfrac{m_1.c_1}{m_2.c_2} = \dfrac{t_2 – t_1 – 8}{2}$ $(2)$
Từ $(1)$ và $(2)$, ta có:
`\frac{t_2 – t_1 – 4}{4} = \frac{t_2 – t_1 – 8}{2} = \frac{(t_2 – t_1 – 4) – (t_2 – t_1 – 8)}{4 – 2} = 2`
$⇔ t_2 – t_1 – 4 = 8$
$⇔ t_2 = t_1 + 12$
Và $\dfrac{m_1.c_1}{m_2.c_2} = 2$
$⇔ m_1.c_1 = 2m_2.c_2$
Khi đổ thêm 10 ca nước vào nhiệt lượng kế. Sau khi có cân bằng nhiệt tại $t⁰C$, áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
$Q_{thu3} = Q_{tỏa3}$
$⇔ (m_1.c_1 + 2m_2.c_2).[t – (t_1 + 4 + 2)] = 10m_2.c_2.(t_2 – t)$
$⇔ (2m_2.c_2 + 2m_2c_2).(t – t_1 – 6) = 10m_2.c_2.(t_1 + 12 – t)$
$⇔ 4(t – t_1) – 24 = 120 – 10(t – t_1)$
$⇔ 14(t – t_1) = 144$
$⇔ t – t_1 = \dfrac{144}{14} = \dfrac{72}{7}⁰C$
Vậy nhiệt lượng kế tăng thêm $\dfrac{72}{7}⁰C.$