Trong một bình cách nhiệt chứa một lượng nước có nhiệt độ ban đầu 10°C. Người ta dùng một cốc
để đổ một lượng nước ở nhiệt độ tx vào bình, sau khi có cân bằng nhiệt lại múc từ bình ra một lượng nước m như thế thì nhiệt độ của bình là t1 = 20°C. Sau đó lặp lại động tác đổ và múc lần 2 thì nhiệt độ của bình là t2 = 28°C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với cốc, bình và môi trường xung quanh.
a. tìm tx . b. Hỏi sau bao nhiêu lần làm động tác đổ và múc như trên thì nhiệt độ trong bình lớn hơn 40°C?
Trong một bình cách nhiệt chứa một lượng nước có nhiệt độ ban đầu 10°C. Người ta dùng một cốc để đổ một lượng nước ở nhiệt độ tx vào bình, sau khi có
By Kennedy
CHÚC BẠN HỌC TỐT !!!!!!!!!!
Đáp án:
$t_x = 60⁰C$
Sau $5$ lần thì nhiệt độ nước cao hơn $40⁰C$
Giải thích các bước giải:
Gọi khối lượng nước ban đầu trong bình cách nhiệt là $m (kg);$ khối lượng nước mỗi lần múc là $m’ (kg)$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ nhất, ta có:
$Q_{thu1} = Q_{tỏa1}$
$⇔ m.c.Δt_1 = m’.c.Δt_1’$
$⇔ m.(20 – 10) = m’.(t_x – 20)$
$⇔ \dfrac{m}{m’} = \dfrac{t_x – 20}{10}$ $(1)$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ hai, ta có:
$Q_{thu2} = Q_{tỏa2}$
$⇔ m.c.Δt_2 = m’.c.Δt_2’$
$⇔ m.(28 – 20) = m’.(t_x – 28)$
$⇔ \dfrac{m}{m’} = \dfrac{t_x – 28}{8}$ $(2)$
Từ $(1)$ và $(2)$, ta có:
$\dfrac{t_x – 20}{10} = \dfrac{t_x – 28}{8}$
$⇔ 8(t_x – 20) = 10(t_x – 28)$
$⇔ 8t_x – 160 = 10t_x – 280$
$⇔ – 2t_x = – 120$
$⇔ t_x = 60⁰C$
Ta có:
$\dfrac{m}{m’} = \dfrac{60 – 20}{10} = 4$
$⇔ m = 4m’$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ ba, ta có:
$Q_{thu3} = Q_{tỏa3}$
$⇔ m.c.Δt_3 = m’.c.Δt_3’$
$⇔ 4m’.(t_x – 28) = m’.(60 – t_3)$
$⇔ 4t_3 – 112 = 60 – t_3$
$⇔ 5t_3 = 172$
$⇔ t_3 = 34,4⁰C$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ tư, ta có:
$Q_{thu4} = Q_{tỏa4}$
$⇔ m.c.Δt_4 = m’.c.Δt_4’$
$⇔ 4m’.(t_4 – 34,4) = m’.(60 – t_4)$
$⇔ 4t_4 – 137,6 = 60 – t_4$
$⇔ 5t_4 = 197,6$
$⇔ t_4 = 39,52⁰C$
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ năm, ta có:
$Q_{thu5} = Q_{tỏa5}$
$⇔ m.c.Δt_5 = m’.c.Δt_5’$
$⇔ 4m’.(t_5 – 39,52) = m’.(60 – t_5)$
$⇔ 4t_5 – 158,08 = 60 – t_5$
$⇔ 5t_5 = 218,08$
$⇔ t_5 = 43,616⁰C > 40⁰C$
$=>$ Sau $5$ lần thì nhiẹt độ nước cao hơn $40⁰C.$