Đáp án : A

- Gọi m 1  ; m 2  là lượng nước có trong bình 1, bình 2 lúc ban đầu.

- Khi đổ một lượng nước 0,05(kg) từ bình 2 sang bình 1. nước ở bình 1 có nhiệt độ cân bằng là 35 0 C .

- Ta có:

    m 1 .c.(35 - 30) = 0,05.c.(60 - 35)

- Hay:

    m 1 .5 = 0,05.25 ⇒  m 1  = 0,25 (kg)

- Sau khi đổ 0,05 (kg) từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ ở bình 2 sau khi cân bằng là 50 0 C ta lại có:

   ( m 2  – 0,05).c.(60 - 50) = 0,05.c(50 - 35)

   ⇒( m 2  – 0,05).10 = 0,05.15 ⇒  m 2  = 0,125 (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:

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

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

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

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

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

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

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

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

\(Qthu\)(nước bình 2)\(=m.Cn.\left(t2-20\right)=2.4200.\left(t2-20\right)\left(J\right)\)

\(Qtoa\)(nước bình 1)\(=m1.Cn.\left(60-t2\right)=4200.m1\left(60-t2\right)\left(J\right)\)

\(=>2.4200\left(t2-20\right)=4200m1\left(60-t2\right)\)

\(=>2\left(t2-20\right)=m1\left(60-t2\right)\left(1\right)\)

*khi có cân bằng nhiệt lại rótlượng nước như cũ từ bình 2 sang bình 1. Khi đó nhiệt độ bình 1 là 580C

\(Qth\)u(nước bình 2 rót sang)\(=m1.Cn.\left(58-t2\right)=4200m1\left(58-t2\right)\)(J)

\(Qtoa\)(nuosc bình 1)\(=\left(10-m1\right).Cn.\left(60-58\right)=\left(10-m1\right).4200.2\left(J\right)\)

\(=>4200m1\left(58-t2\right)=4200\left(10-m1\right).2\)

\(=>m1\left(58-t2\right)=2\left(10-m1\right)\left(2\right)\)

\(\left(1\right)\left(2\right)\)=>hệ pt: \(\left\{{}\begin{matrix}2\left(t2-20\right)=m1\left(60-t2\right)\\m1\left(58-t2\right)=2\left(10-m1\right)\end{matrix}\right.\)

giải hệ trên \(=>\left\{{}\begin{matrix}m=\dfrac{2}{3}kg\\t2=30^oC\end{matrix}\right.\)

Vậy..............

Khi trút một lượng nước m từ B1 sang B2 thì m kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 (t độ đó) xuống t3, m2 kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 đến t3. 
Do nhiệt hao phí không đáng kể ( câu này phải lập luận) có phương trình cân bằng nhiệt 
Qtỏa = Qthu 
<=> m(t1 - t3) = m2(t3 - t2) (đã rút gọn Cn) 
<=> m(40- t3) = 1( t3-20) 
<=> m= (t3-20)/(40-t3) (*) 
Lúc này ở B1 còn (m1-m) kg nước có nhiệt độ t1=40, ở B2 có ( m2+m) kg nước có nhiệt độ t3 
Khi trút một lượng nước m từ B2 về B1 thì (m1-m) kg nước tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 38 độ, m kg nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t3 lên 38 độ. 
(lập luận như trên) có phương trình cần bằng nhiệt 
Qtỏa = Q thu 
<=>(m1-m)(t1-38) = m(38 - t3) 
<=>(2-m)2 = m(38-t3) 
<=>4-2m = m(38-t3) 
<=>m(38 -t3 +2) =4 
<=>m= 4/(40 -t3) (~) 

Từ (*) và (~) ta có 
t3 -20 = 4 
<=>t3 = 24 
Suy ra nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là 24 độ 
Thay t3 = 24 độ vào một trong hai phương trình trên sẽ tìm được m = 0.25 kg

Xét cả quá trình :

Nhiệt lượn bình 1 tỏa ra :

\(Q=m_1.C.2=16800J\)

Nhiệt lượng này truyền cho bình 2.

\(Q=m_2.C.\left(t-20\right)\)

Xét lần trút từ bình 1 sang bình 2.

\(mC\left(40-24\right)=m_2C\left(24-20\right)\)

Tính được \(0,66666kg\)

Đáp án : B

- Giả sử khi rót lượng nước m (kg) từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t nên ta có phương trình cân bằng:

   m.c.(t - t 1 ) =  m 2 .c.( t 2  - t)

   ⇒ m.(t -  t 1 ) =  m 2 .( t 2  - t) (1)

- Tương tự lần rót tiếp theo nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t ' = 21,95°C và lượng nước trong bình 1 lúc này chỉ còn ( m 1  - m) nên ta có phương trình cân bằng:

   m.c(t -  t ' ) = ( m 1  - m).c( t '  -  t 1 )

   ⇒ m.(t -  t ' ) = ( m 1  - m).( t '  -  t 1 )

   ⇒ m.(t –  t ' ) =  m 1 .( t '  – t1) – m.( t '  –  t 1 )

   ⇒ m.(t –  t ' ) + m.( t '  – t1) =  m 1 ( t '  –  t 1 )

   ⇒ m.(t –  t 1 ) =  m 1 .( t '  –  t 1 ) (2)

- Từ (1) và (2) ta có pt sau:

    m 2 .( t 2  - t) =  m 1 .( t '  -  t 1 )

   ⇒ 4.(60 – t) = 2.(21,95 – 20)

   ⇒ t = 59,025°C

- Thay vào (2) ta được

   m.(59,025 – 20) = 2.(21,95 – 20)

⇒ m = 0,1 (kg)

gọi `t_(cb1)` là nhiệt đọ cân bằng lần 1

ADPTCB nhiệt ta có

`m_1 *c*(t_(cb1) -25) = m_2 *c* (70-t_(cb1))`

`<=> 2m_2(t_(cb1)-25) = m_2 (70-t_(cb1))`

`=> t_(cb1) = 40^o`

Gọi nhiệt độ bình thứ nhất sau khi đã cân bằng là \(t_1^oC\).

Phương trình cân bằng nhiệt sau khi rót lần thứ nhất:

\(m\cdot C\cdot\left(40-t_1\right)=3\cdot C\cdot\left(t_1-20\right)J\)

Phương trình cân bằng nhiệt sau khi rót lần thứ hai:

\(\left(4-m\right)C\cdot\left(38-40\right)=m\cdot C\cdot\left(t_1-38\right)J\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m\cdot\left(40-t_1\right)=3\left(t_1-20\right)\\\left(4-m\right)\cdot\left(38-40\right)=m\cdot\left(t_1-38\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}40m-mt_1=3t_1-60\\2m-8=mt_1-38m\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}40m=mt_1+3t_1-60\\40m=8+mt_1\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow mt_1+3t_1-60=8+mt_1\Rightarrow t_1=22,67^oC\)

\(\Rightarrow m=\dfrac{3\left(t_1-20\right)}{40-t_1}=\dfrac{3\left(22,67-20\right)}{40-22,67}=0,4622kg=462,2g\)