trong 1 nhiệt lượng kế có chứa 1 kg nước và 1 kg nước đá ở cùng nhiệt độ 0 độ c, người ta rót thêm vào đó 2 kg nước ở 5o độ c.Tính nhiệt độ cân bằng cuối cùng
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi nhiệt độ cân bằng hệ là \(t\left(^oC\right)\).
Nhiệt lượng đá tan:
\(Q_1=m_1\cdot\lambda=1\cdot3,4\cdot10^5=3,4\cdot10^5J\)
Nhiệt lượng nước tỏa ra ở \(50^oC\):
\(Q_2=m_2\cdot c\cdot\left(t_2-t\right)=2\cdot4200\cdot\left(50-t\right)J\)
Nhiệt lượng nước tăng từ \(0^oC\) sau khi tan hết đến \(t^oC\) là:
\(Q_3=m_2c\left(t-t_3\right)=2\cdot4200\cdot\left(t-0\right)J\)
Cân bằng nhiệt: \(Q_1+Q_3=Q_2\)
\(\Rightarrow3,4\cdot10^5+2\cdot4200\cdot t=2\cdot4200\cdot\left(50-t\right)\)
\(\Rightarrow t=4,76^oC\)
Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2 Kg hơi nước ở 1000C ngưng tụ thành nước ở 1000C
Q1 = m1. L = 0,2 . 2,3.106 = 460000 (J)
Nhiệt lượng tỏa ra khi 0,2Kg nước ở 1000C thành nước ở t0C
Q2 = m1.C. (t1 - t) = 0,2. 4200 (100 - t)
Nhiệt lượng thu vào khi 1,5Kg nước ở 150C thành nước ở t0C
Q3 = m2.C. (t - t2) = 1,5. 4200 (t - 15)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q1 + Q2 = Q3
\(\Leftrightarrow\)460000 + 0,2. 4200 (100 - t) = 1,5. 4200 (t - 15)
\(\Leftrightarrow\)6780t = 638500
\(\Leftrightarrow\)t ≈ 940C
Tổng khối lượng khi xảy ra cân bằng nhiệt.
m = m1 + m2 = 0,2 + 1,5 = 1,7(Kg)
Gọi \(m\) là khối lượng nước rót cần tìm
Lần thứ nhất :\(m.c.\left(t-t_1\right)=m_2.c.\left(t_2-t\right)\)\(\Rightarrow m\left(t-20\right)=4.\left(60-t\right)\)\(\Rightarrow m=\frac{4.\left(60-t\right)}{t-20}\left(1\right)\)
Lần thứ hai :
\(m.c\left(t-t'\right)=\left(m_1-m\right).c\left(t'-t_1\right)\)
\(\Rightarrow m.\left(t-21,5\right)=\left(2-m\right).\left(21,5-20\right)\)
\(\Rightarrow m\left(t-21,5\right)=\left(2-m\right).1,5\left(2\right)\)
Thay thế vào :
Ta được : \(t=59,25^0C\left(3\right)\)
Thay thế (3) vào (1) ta được:
m₁ = 2kg
t₁ = 20ºC
m₂ = 4kg
t₂ = 60ºC
t₁' = 21,5ºC
gọi c là nhiệt dung riêng của nước
khi rót lần thứ nhất thì m(kg) nước ở t₁ = 20ºC thu nhiệt, nước bình 2 tỏa nhiệt
nhiệt độ cân bằng là t₂' (ºC) với 20 < t₂' < 60
ta có Phương trình cân bằng nhiệt:
Qthu = Qtỏa
cm(t₂'-t₁) = cm₂(t₂-t₂')
m(t₂'-20) = 4(60-t₂') (1)
khi rót lần thứ 2 về bình 1 một lượng nước là m (kg) nước thì m (kg) nước ở t₂' > 20ºC = t₁ nên m(kg) nước tỏa nhiệt, nước trong bình m₁ thu nhiệt, nhiệt độ cân bằng là t₁' = 21,5ºC
* lượng nước trong bình m₁ bây h là m₁ - m
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qthu = Qtỏa
cm₁(t₁'-t₁) = cm(t₂'-t₁')
(2-m)(21,5 - 20) = m(t₂' - 21,5)
(2-m)1,5 = m(t₂' - 21,5)
m(t₂' - 21,5) = 1,5(2-m)
mt₂' - 21,5m = 3 - 1,5m
mt₂' - 20m = 3
m(t₂'-20) = 3 (2)
từ (1) và (2) ta có hệ:
[ m(t₂'-20) = 4(60-t₂')
[ m(t₂'-20) = 3 (2)
ta đc:
4(60-t₂') = 3
240 - 4t₂' = 3
=> 4t₂ = 237
=> t₂ = 59,25 (ºC)
=> m = 3/(t₂' - 20) = 3/(59,25 - 20)
m ~ 0,07 (kg) = 70 g
lần rót thứ 2: rót m = 0,07 kg từ bình 1 sang bình 2
bình 2 đang có 2kg nước ở t₂' = 59,25ºC
m (kg) nước ở t₁' = 21,5ºC
vậy nước bình 2 tỏa nhiệt, m kg nước thu nhiệt
nhiệt độ cân bằng là T ºC vs 21,5 < T < 59,25
phương trình cân bằng nhiệt:
Qthu = Qtỏa
cm(T-t₁') = cm₂(t₂'-T)
0,07.(T - 21,5) = 4(59,25-T)
0,07T - 1,505 = 237 - 4T
4,007T = 238,505
=> T = 59,5 (ºC)
nhiệt lượng tỏa ra của 0.32kg nước :
Q1=m1.L=0,32.2,3.106=716000 J
gọi nhietj độ hỗn hợp là t
nhiệt lượng tỏa ra của 0,32 kg nước đến nhiệt độ t là
Q2=m1.C.(20-t)==0,32.4190.(20-t)=1340,8(20-t) J
nhiệt lượng thu vào của nước đá:
Q3= m2.C.(t-0)=1.4190.t=4190t J
áp dụng phương trình cân = nhiệt : Q1+Q2=Q3
<=> 716000+1340,8(20-t)=4190t
<=> 716000+26816=4190t+1340,8t=> t
bạn tự làm nah
ta có:
nhiệt lượng nước đá cần để tan hết là:
\(Q_1=m_1\lambda=340000J\)
nhiệt lượng nước ở 5 độ C tỏa ra nếu nước đá chưa tan hết là:
\(Q_2=m_2C_2\left(t-t_2\right)=42000J\)
ta thấy Q2<Q1 nên nước đá chưa tan hết
\(\Rightarrow\) nhiệt độ hỗn hợp vẫn là 0 độ C