Cho một bình cách nhiệt chứa nước ở nhiệt độ t không dùng để làm nguội và 2 thanh sắt giống nhau nung nóng đến 90 độ C. Thả thanh thứ nhất vào bình , sau khi cân bằng nhiệt , nhiệt độ của nước trong bình 20 độ C .Thả tiếp thanh thứ 2 vàở bình thì nhiệt độ của nước trong bình khi có cân bằng nhiệt : 25 độ C .Tìm nhiệt độ ban đầu của nước
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a, Gọi khối lượng nước là \(m\), khối lượng và nhiệt dung riêng quả cầu là \(m_1,c_1\). Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là \(t_{cb}\left(tcb\right)\) và số quả cầu thả vô nước là \(N\)
Ta có
Nhiệt lượng từ các quả cầu là
\(Q_{tỏa}=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\)
Nhiệt lượng cân bằng của nước là
\(Q_{thu}=4200m\left(t_{cb}-20\right)\)
Pt cân bằng :
\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow4200m\left(t_{cb}-20\right)=Nm_1c_1\left(100-t_{cb}\right)\left(1\right)\)
Khi thả quả cầu đầu tiên \(N=1;t_{cb}=40^oC\) ta có
\(1m_1c_1\left(100-40\right)=4200m\left(40-20\right)\\ \Rightarrow m_1c_1=1400m\left(2\right)\)
Thay (2) và (1) ta đc
\(N.1400m\left(100-t_{cb}\right)=4200m\left(t_{cb}-20\right)\\ \Rightarrow100N-Nt_{cb}=3t_{cb}-60\left(\cdot\right)\)
Khi thả thêm quả cầu thứ 2 \(N=2\), từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta được
\(200-2t_{cb}=3t_{cb}-60\\ \Rightarrow t_{cb}=52^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước là 52oC
Khi thả thêm quả cầu thứ 3 \(N=3\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(300-3t_{cb}=3t_{cb}-60^oC\Rightarrow t_{cb}=60^oC\)
Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 3 thì \(t_{cb}\) nước là 60oC
Khi \(t_{cb}=90^oC\) từ pt \(\left(\cdot\right)\) ta đc
\(100N-90N=270-60\\ \Rightarrow N=21\)
Vận cần thả 21 quả cầu thì \(t_{cb}=90^oC\)
*Thả vào bình 1:
\(=>Qtoa\left(sat\right)1=m460.\left(t-4,2\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nuoc\right)1=5.4200.4,2=88200\left(J\right)\)
\(=>460m\left(t-4,2\right)=88200\left(1\right)\)
*thả vào bình 2:
\(=>Qtoa\left(sat\right)2=m.460\left(t-28,9\right)\left(J\right)\)
\(=>Qthu\left(nuoc\right)2=4.4200.\left(28,9-25\right)=65520\left(J\right)\)
\(=>460m\left(t-28,9\right)=65520\left(2\right)\)
(1)(2)=>hệ pt: \(\left\{{}\begin{matrix}460m\left(t-4,2\right)=88200\\460m\left(t-28,9\right)=65520\end{matrix}\right.\)
\(< =>\left\{{}\begin{matrix}460mt-1932m=88200\\460mt-13294m=65520\end{matrix}\right.\)
\(=>11362m=22680=>m\approx2kg\left(3\right)\)
thế(3) vào(1)\(=>460.2\left(t-4,2\right)=88200=>t=100^oC\)
Câu hỏi: Thả một cục sắt có khối lượng là m ở nhiệt độ là 150 độ C vào một bình nhiệt lượng kế chứa nước làm nước nóng lên từ 20 độ C---> 60 độ C.Đến khi xảy ra cân bằng nhiệt thì thả tiếp cục sắt thứ 2 có khối lượng m/2 ở nhiệt độ 100 độ C vào trong bình( Không nhấc cục sắt thứ nhất ra).Chờ xảy ra cân bằng nhiệt, Hỏi nhiệt độ cân bằng sau cùng của miếng sắt thứ 2 là bao nhiêu. ( Coi như không có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài, nhiệt lượng kế. Cho biết nhiệt dung riêng của sắt, nước lần lượt là 460J/kgK; 4200J/kgK)
Trả lời: Viết từng phgtrinh rồi giải.
bài 1:
ta có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow m_1C_1\left(t_1-t\right)=m_2C_2\left(t-t_2\right)\)
mà hai chất đều là nước nên hai C bằng nhau nên:
\(m_1\left(100-30\right)=m_2\left(30-10\right)\Leftrightarrow70m_1=20m_2\)
mà m1+m2=27kg \(\Rightarrow m_2=27-m_1\)
vì vậy nên ta có;
70m1=20(27-m1)
giải phương trình ta có :
m1=6kg \(\Rightarrow\) m2=21kg
bài 2:
gọi m1,m2,m3,m4 lần lượt là khối lượng của nhôm,sắt,đồng và nước
t1,t2,t3,t4 lần lượt là nhiệt độ của nhôm,sắt,đồng và nước
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow Q_1+Q_2=Q_3+Q_4\)
\(\Leftrightarrow m_1C_1\left(t_1-t\right)+m_2C_2\left(t_2-t\right)=m_3C_3\left(t-t_3\right)+m_4C_4\left(t-t_4\right)\)
\(\Leftrightarrow880m_1\left(200-20\right)+460m_2\left(200-20\right)=380\cdot0.2\left(20-10\right)+4200\cdot2\cdot\left(20-10\right)\)
\(\Leftrightarrow158400m_1+82800m_2=84760\)
mà m1+m2=0.9\(\Rightarrow m_2=0.9-m_1\)nên:
158400m1+ 82800(0.9-m1)=84760
giải phương trình ta có m1=0.14kg\(\Rightarrow m_2=0.75kg\)
bài 3:
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow mC\left(t_1-t\right)=mC\left(t-t_2\right)\)
mà t1=2t2
\(\Rightarrow2t_2-30=30-t_2\)
giải phương trình ta có t2=20*C \(\Rightarrow t_1=40\)*C
bài 1:
ta có phương trình cân bằng nhiệt
Qtỏa=Qthu
mà hai chất đều là nước nên hai C bằng nhau nên:
mà m1+m2=27kg
vì vậy nên ta có;
70m1=20(27-m1)
giải phương trình ta có :
m1=6kg m2=21kg
bài 2:
gọi m1,m2,m3,m4 lần lượt là khối lượng của nhôm,sắt,đồng và nước
t1,t2,t3,t4 lần lượt là nhiệt độ của nhôm,sắt,đồng và nước
ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa=Qthu
a,khi cho chai thứ nhất vào bình nước
Qtỏa(nước)=\(m.4200\left(t0-t1\right)m.4200.\left(36-33\right)\left(J\right)\)
Qthu(chai1)=\(m1.c1.\left(t1-tx\right)=m1.c1.\left(33-tx\right)\)\(\left(J\right)\)
=>\(Qtoa\)(nước)=\(Qthu\left(chai1\right)\)
\(=>m.4200.\left(36-33\right)=m1.c1.\left(33-tx\right)\)(1)
vì các chai hoàn toàn giống nhau lên khối lượng và nhiệt dung riêng như nhau
\(=>\)Qtỏa(nước)=\(m.4200.\left(t1-t2\right)=m.4200.\left(33-30,5\right)\left(J\right)\)
Qthu(chai 2)\(=m1.c1.\left(t2-tx\right)=m1.c1.\left(30,5-tx\right)\left(J\right)\)
=>\(m.4200\left(33-30,5\right)=m1.c1\left(30,5-tx\right)\left(2\right)\)
lấy pt(2) : pt(1)=>\(\dfrac{33-30,5}{36-33}=\dfrac{30,5-tx}{33-tx}=>tx=18^0C\)
bài dài nên 2 ý mik làm ra 2 phần nhé
b, khá dài:
sau quá trình cân bằng ở ý a nhiệt độ trong bình lúc này là t2=30,5\(^oC\)
tiếp tục lấy chai 2 ra thả chai 3 vào
\(=>Qtoa\)(nước)=\(m.4200.\left(t2-t3\right)=m.4200.\left(30,5-tcb3\right)\left(J\right)\)
\(Qthu\)(chai3)\(=m1.c1.\left(tcb3-tx\right)=m1.c1.\left(tcb3-18\right)\left(J\right)\)
\(=>m.4200\left(30,5-tcb3\right)=m1c2\left(tcb3-18\right)\left(3\right)\)
lấy(3) chia (2)\(=>\)\(\dfrac{30,5-tcb3}{33-30,5}=\dfrac{tcb3-18}{30,5-18}=>tcb3=28,4^oC\)
tiếp tục lấy chai 3 ra cho chai 4 vào:
tương tự\(=>m.4200\left(28,4-tcb4\right)=m1.c1.\left(tcb4-18\right)\left(4\right)\)
lấy(4) chia(3)=>\(\dfrac{28,4-tcb4}{30,5-28,4}=\dfrac{tcb4-18}{28,4-18}=>tcb4=26,6^oC\)
tiếp tục lấy chai 4 ra cho chai 5 vào:
\(=>m.4200.\left(26,6-tcb5\right)=m1.c1.\left(tcb5-18\right)\left(5\right)\)
lấy(5) chia(4)\(=>\dfrac{26,6-tcb5}{28,4-26,6}=\dfrac{tcb5-18}{26,6-18}=>tcb5=25^oC\)
như vậy bắt đầu sang chai 5 thì....
thả thanh thứ nhát vào bình , cân bằng nhiệt
Ta có: mncn(20-t0)=mscs(90-20)
=>mncn/mscs=70/(20-t0) (1)
Thả quả cầu thứ 2 vào bình , cân bằng nhiệt ta có
(mncn+mscs)5=mscs65
=>mncn/mscs=12 (2)
từ 1 và 2 suy ra 70/(20-t0)=12
>>>t0=.........