Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa \( m_1 = 3kg \) nước ở \( t_1 = 80^0C \), bình thứ hai chứa \( m_2 = 5kg \) nước ở \( t_2 = 20^0C \). Người ta rót một lượng nước có khối lượng \( m \) từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt là \( t \), thì người ta lại rót một lượng nước có khối lượng đúng bằng \( m \) từ bình 2 sang bình 1, nhiệt độ ở bình 1 sau khi cân bằng là \( t' = 77,92^0C \)

----- Nội dung ảnh -----
Ví dụ 5: Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa \( m_1 = 3kg \) nước ở \( t_1 = 80^0C \), bình thứ hai chứa \( m_2 = 5kg \) nước ở \( t_2 = 20^0C \). Người ta rót một lượng nước có khối lượng \( m \) từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt là \( t \), thì người ta lại rót một lượng nước có khối lượng đúng bằng \( m \) từ bình 2 sang bình 1, nhiệt độ ở bình 1 sau khi cân bằng là \( t' = 77,92^0C \).

a) Xác định lượng nước mà đã rót ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở bình 2.

b) Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình.
3 trả lời
Hỏi chi tiết
9
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, ta lần lượt thực hiện các bước sau:

### a) Xác định lượng nước \( m \) đã rót từ bình 1 vào bình 2 và nhiệt độ cân bằng ở bình 2.

**Gọi:**
- \( m_1 = 3 \, \text{kg} \) (khối lượng nước trong bình 1)
- \( t_1 = 80^\circ C \) (nhiệt độ của nước trong bình 1)
- \( m_2 = 5 \, \text{kg} \) (khối lượng nước trong bình 2)
- \( t_2 = 20^\circ C \) (nhiệt độ của nước trong bình 2)
- \( m \) (khối lượng nước rót từ bình 1 vào bình 2)
- \( t \) (nhiệt độ cân bằng của bình 2)

**Nhiệt lượng lạnh đi của nước trong bình 1:**
\[
Q_{lạnh} = m \cdot c \cdot (t_1 - t)
\]

**Nhiệt lượng thu vào của nước trong bình 2:**
\[
Q_{nóng} = (m_2 + m) \cdot c \cdot (t - t_2)
\]

**Định luật bảo toàn năng lượng (nhiệt lượng trao đổi):**
\[
m \cdot c \cdot (t_1 - t) = (m_2 + m) \cdot c \cdot (t - t_2)
\]

Cân bằng với \( c \) (nhiệt dung riêng của nước) sẽ rút gọn:
\[
m \cdot (t_1 - t) = (m_2 + m) \cdot (t - t_2)
\]

### Đặt công thức vào
Thay các giá trị vào:
\[
m \cdot (80 - t) = (5 + m) \cdot (t - 20)
\]

#### Giải phương trình này
Giải phương trình trên ta được \( t \) như sau:
- Phát triển phương trình
\[
m \cdot 80 - m \cdot t = 5t - 100 + mt
\]
- Tập hợp các hệ số
\[
m \cdot 80 + 100 = 5t + mt + m \cdot t
\]
- Lập lại để tìm \( t \) theo \( m \).

### b) Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng ở bình 1.
Khi đã rót 1 lượng nước \( m \) từ bình 2 sang bình 1, ta sẽ sử dụng cùng một phương pháp như trên nhưng với các thông số mới:

- Nước trong bình 1 sau khi có thêm lượng nước từ bình 2 sẽ có nhiệt độ khác.
- Dùng công thức căn bản và đồng nhất cho lần thứ hai.

**Gọi:**
- \( t' = 77,92 ^\circ C \)

Thực hiện tính toán cho lần chuyển tiếp này, và thương lượng tương tự như các bước trên để tìm ra \( t \) trong lần cân bằng tiếp theo. Tạo ra các phương trình để mô tả nhiệt độ và lượng nước.

Lưu ý rằng sau mỗi lần rót, khối lượng nước và nhiệt độ cũng thay đổi, do đó cần đưa các yếu tố này vào tính toán mỗi lần.

### Kết luận
Triển khai từng bước và tính toán các phương trình dẫn tới giá trị cần thiết có thể dẫn đến các giá trị cụ thể về m và t. Bài toán này yêu cầu thực hiện phép giải hệ phương trình khi nhiệt độ và khối lượng thay đổi qua các giai đoạn.
1
0
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
1
0
Thanh Lâm
hôm qua
+4đ tặng
2
0
+3đ tặng
đặt 
c là nhiệt dung riêng của nước
m là khối lượng nước rót mỗi lần
lần rót thứ nhất

Nhiệt lượng m kg nước từ bình 1 tỏa ra: Q1 = m.c.(t1 - t)
Nhiệt lượng m2 kg nước trong bình 2 thu vào: Q2 = m2.c.(t - t2)
Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 => m.c.(t1 - t) = m2.c.(t - t2) => m.(t1 - t) = m2.(t - t2) (1)
lần 2

Nhiệt lượng (m2 - m) kg nước còn lại trong bình 2 tỏa ra: Q3 = (m2 - m).c.(t - t')
Nhiệt lượng (m1 + m) kg nước trong bình 1 thu vào: Q4 = (m1 + m).c.(t' - t1)
Phương trình cân bằng nhiệt: Q3 = Q4 => (m2 - m).c.(t - t') = (m1 + m).c.(t' - t1) => (m2 - m).(t - t') = (m1 + m).(t' - t1) (2)
m ≈ 1 kg
t ≈ 38,89°C
b) 
Sau lần rót thứ hai, nhiệt độ của hai bình sẽ tiến tới một giá trị cân bằng chung.
Do quá trình trao đổi nhiệt là liên tục và không có sự mất mát nhiệt ra môi trường nên nhiệt độ cân bằng chung này sẽ nằm giữa t1 và t2.
Tuy nhiên, việc tính chính xác nhiệt độ cân bằng chung sau nhiều lần rót như vậy là khá phức tạp và đòi hỏi phải lập nhiều phương trình cân bằng nhiệt.

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập liên quan
Bài tập Vật lý Lớp 9 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Gia sư Lazi Gia sư
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo