*Khi trút trong lần 1:

-Nhiệt lượng nước ở bình 1 lúc đầu thu vào là:

\(Q_{thu_1}=m_1.c.\left(t-t_1\right)=4.4200.\left(t-20\right)=16800.\left(t-20\right)\left(J\right)\).

-Nhiệt lượng nước trút từ bình 2 sang bình 1 tỏa ra là:

\(Q_{tỏa_1}=m.c.\left(t_2-t\right)=4200m.\left(40-t\right)=\left(J\right)\)

-Bỏ qua sự mất mát nhiệt, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_{thu_1}=Q_{tỏa_1}\)

\(\Leftrightarrow16800\left(t-20\right)=4200m\left(40-t\right)\)

\(\Leftrightarrow16800t-336000=168000m-4200t\)

\(\Leftrightarrow21000t=504000m\)

\(\Leftrightarrow t=24m\left(^oC\right)\).

*Lần 2:

-Vì nhiệt độ cân bằng lần 2 là 38^oC nên nước ở bình 2 lúc đó tỏa nhiệt, còn lượng nước trút lần 2 thu nhiệt.

-Lượng nước ở bình 2 sau lần đầu trút là:

 \(m_2'=m_2-m=8-m\left(kg\right)\)

-Nhiệt lượng nước trút từ bình 1 sang bình 2 thu vào là:

\(Q_{thu_2}=m.c.\left(t'-t\right)=4200m.\left(38-24m\right)\left(J\right)\)

-Nhiệt lượng nước ở bình 2 sau lần đầu trút tỏa ra là:

\(Q_{tỏa_2}=m_2'.c.\left(t_2-t'\right)=\left(8-m\right).4200.\left(40-38\right)=8400\left(8-m\right)\left(J\right)\)

-Bỏ qua sự mất mát nhiệt, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

\(Q_{thu_2}=Q_{tỏa_2}\)

\(\Leftrightarrow4200m.\left(38-24m\right)=8400\left(8-m\right)\)

\(\Leftrightarrow159600m-100800m^2=67200-8400m\)

\(\Leftrightarrow168000m-100800m^2-67200=0\)

\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}m=1\left(nhận\right)\\m=\dfrac{2}{3}\left(loại\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\)Lượng nước đã trút trong mỗi lần là: \(m=1\left(kg\right)\) và nhiệt độ ở bình 1 sau lần đổ thứ nhất là: \(t=24m=24.1=24^oC\)

-Sửa lại:

\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}m=1\\m=\dfrac{2}{3}\end{matrix}\right.\)

-Nếu \(m=1:\)

\(\Rightarrow\)Lượng nước đã trút trong mỗi lần là \(1\left(l\right)\) và nhiệt độ ở bình 1 sau lần đổ thứ nhất là \(24^oC\) (chọn trường hợp này do \(24^oC>20^oC\))

-Nếu \(m=\dfrac{2}{3}:\)

\(\Rightarrow\)Lượng nước đã trút trong mỗi lần là \(\dfrac{2}{3}\left(l\right)\) và nhiệt độ ở bình 1 sau lần đổ thứ nhất là \(16^oC\) (loại trường hợp này do \(16^oC< 20^oC\))

ta có:

lúc đổ từ bình hai sang bình một thì phương trình cân bằng nhiệt là:

Q₁=Q₂

\(\Leftrightarrow m_1C\left(t-t_1\right)=mC\left(t_2-t\right)\)

\(\Leftrightarrow4\left(t-20\right)=m\left(40-t\right)\)

\(\Leftrightarrow4t-80=40m-mt\)

\(\Leftrightarrow4t+mt=40m+80\)

\(\Rightarrow t=\frac{40m+80}{4+m}\left(1\right)\)

ta lại có:

lúc trút từ bình 1 sang bình hai thì phương trình cân bằng nhiệt là:

Q₁=Q₂

\(\Leftrightarrow mC\left(t'-t\right)=\left(m_2-m\right)C\left(t_2-t'\right)\)

\(\Leftrightarrow m\left(38-t\right)=\left(8-m\right)\left(40-38\right)\)

\(\Leftrightarrow m\left(38-\frac{40m+80}{m+4}\right)=2\left(8-m\right)\)(thế phương trình (1) vào đây

\(\Leftrightarrow\frac{m\left(38m+152-40m-80\right)}{m+4}=16-2m\)

\(\Leftrightarrow m\left(72-2m\right)=\left(16-2m\right)\left(m+4\right)\)

\(\Leftrightarrow72m-2m^2=16m+64-2m^2-8m\)

\(\Leftrightarrow72m-2m^2=8m-2m^2+64\)

\(\Rightarrow64m-64=0\)

\(\Rightarrow m=1kg\)

\(\Rightarrow t=24\) độ C

vậy:lượng nước đã trút là 1kg và nhiệt độ ổn định ở bình 1 là 24 độ C

THAM KHẢO!

a, Ta có phương trình cân bằng nhiệt

\(Q_{toả_1}=Q_{thu_1}\\ m_2c\Delta t=mc\Delta t\\ 4\left(60-t_{cb_1}\right)=2.\left(t_{cb_1}-20\right)\\ 240-4t_{cb_1}=mt_{cb_1}-40\\ mt_{cb_1}+4t_{cb_1}=240+20\\ \Rightarrow t_{cb_1}=\dfrac{240+20}{m+4}\left(1\right)\\ Q_{toả_2}=Q_{thu_2}\)   

\(mc\left(t_{cb_1}-21,95\right)=\left(2-m\right).c.1,95\\ mt_{cb_1}-m21,95=3,9-1,95m\\ mt_{cb_1}=3,9+20m\\ t_{cb_1}=\dfrac{3,9+20m}{m}\left(2\right)\) 

Từ (1) và (2) Ta đc

\(\dfrac{240+20m}{m+4}=\dfrac{3,9+20m}{m}\\ 240+20m^2=3,9m+20m^2+15,96+80m\\ \Rightarrow m\approx0,1\\ \Rightarrow t_{cb}=\dfrac{3,9+20.0,1}{0,1}=59^o\)

b, 

\(Q_{toả}=Q_{thu}\\ 4c\left(59-t_{cb}\right)=0,1c\left(t_{cb}-21,95\right)\\ \Rightarrow t_{cb}\approx58,1\)

Gọi t lả nhiệt độ sau lần 1.
Khi đổ lượng nước m vào bình 1 ta có pt:
Qthu=Qtoả
m.c.(40-t)= 4.c.(t-20)
<=> 40m-mt=4t-80 (1)
Khi đổ m lại bình 2 ta có pt:
Qthu=Qtoả
(8-m).c.(40-38)= m.c.(38-t)
16-2m= 38m-mt
<=> 16= 40m-mt (2)
Từ (1),(2):
=>4t-80= 16
=> t= 24.
Vậy nhiệt độ sau cân bằng 1 là 24 độ C.
Lượng nước m là:
16=40m-24m= 16m
=> m= 1 (kg)

a. Nhiệt độ cân bằng ở bình 2 và lượng nước đã rót là:

\(Q_{toa}=Q_{thu}\)

\(<=> m_2c(t_2-t)=mc(t-t_1)\)

\(<=> 4(60-t)=m(t-20)\)

\(<=> m=\dfrac{4(60-t)}{t-20}(1)\)

\(Q_{toa}=Q_{thu}\)

\(<=> mc(t-t')=(m_1-m)c(t'-t_1)\)

\(<=> m(t-21,95)=(2-m)(21,95-20)\)

\(<=> m(t-21,95)=3,9-1,95 m\)

\(<=> m(t-20)=3,9=> m=\dfrac{3,9}{t-20}(2)\)

Từ \((1)(2)\) \(=> \dfrac{4(60-t)}{t-20}=\dfrac{3,9}{t-20}\)

\(<=> 240-4t=3,9\)

\(<=> 4t=236,1=> t=59,025^oC\)

\(=> m=\dfrac{3,9}{59,025-20}=0,1kg\)

b. Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình là:

\(Q_{toa}=Q_{thu}\)

\(<=> m_2c(t-t_2')=mc(t_2'-t')\)

\(<=> 4(59,025-t_2')=0,1(t_2'-21,95)\)

\(<=> t_2'=58,12^oC\)

\(Q_{toa}=Q_{thu}\)

\(<=>mc(t_2'-t_1')=(m_1-m)c(t_1'-t_1)\)

\(<=>0,1(58,12-t_1')=(2-0,1)(t_1'-21,95)\)

\(<=>t_1'=23,76^oC\)

- Khi đổ một lượng nước m (kg) từ bình 2 sang bình 1. nước ở bình 1 có nhiệt độ cân bằng là t1’.

- Ta có: m.c.(t2 - t1’) = m1c.(t1’- t1)

   Hay: m.(t2 - t1’) = m1.(t1’- t1) (1)

- Sau khi đổ m (kg) từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ ở bình 2 sau khi cân bằng là t2’ ta lại có:

   (m2 - m).c.(t2 - t2’) = m.c(t2’ - t1’)

   Hay:

   m2t2 - m2t2’ - mt2 + mt2’ = mt2’- mt1’

   ⇔ m(t2 - t1’) = m2( t2 - t2’) (2)

   Hay : 4.(t1’ - 20) = 8.( 40 - 38) ⇔ t1’ = 24

= 24

* Tham khảo thoy nha :

Khi đổ lượng nước m từ bình 2 sang bình 1, gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t1’. Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

          mc( t2 – t1’) = m1c ( t1’ – t1 )

   <=>m( t2 – t1’ ) = m1(t1’ – t1)

Ta được: t1’ =           (1)                                        

Khi đổ lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là t2’. Ta có phương trình cân bằng nhiệt: mc( t2’ – t1’ ) = ( m2 – m )c(t2 – t2’ )

                                   <=> mt2’ – mt1’ = ( m2 – m )( t2 – t2’ )

                                   <=> mt2’ - ( m2 – m )( t2 – t2’ ) = mt1’

Ta được: t1’ =        (2)

Từ (1) và (2) ta có  = 

Giải phương trình trên ta được:

m== =1kg

Thay m = 1kg vào (1) ta được: t1’ =  = 24oC

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 $\left(1\right)$ vào $\left(2\right)$ :

Ta được : \(t=59,25^0C\left(3\right)\)
Thay thế  vào  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)