Có hai bình cách nhiệt, bình một chứa m1 = 4 kg nước ở nhiệt độ 20°C. Bình hai chứa m2 = 8 kg nước ở 40°C. Người ta đổ m (kg) từ bình 2 sang bình 1. Sau khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định, người ta lại đổ m (kg) từ bình 1 vào bình 2. Nhiệt độ ở bình 2 sau khi ổn định là 38°C. Hãy tính nhiệt độ ở bình 1 sau lần đổ thứ nhất ?
- 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
Có 2 bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m1 = 2 kg nước ở nhiệt độ 20 *C. Bình 2 chứa m2 = 4kg nước ở nhiệt độ 60*C. Người ta rót một lượng nước từ bình 1 sang bình 2. Sau khi căn bằng nhiệt độ, người ta lại rót nước từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng lúc này là 21,5 *C.
Tính lượng nước trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng trong bình 2.
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)
Cho hai bình cách nhiệt. Bình một chứa m1 = 4kg nước ở nhiệt độ t1 = 20oC; bình hai chứa m2 = 8kg nước ở nhiệt độ t2 = 40oC. Người ta trút một lượng nước m từ bình hai sang bình một. Sau khi nhiệt độ ở bình một đã cân bằng là t'1, người ta lại trút một lượng nước m từ bình một sang bình hai. Nhiệt độ ở bình hai khi cân bằng là t'2 = 38oC.
Hãy tính lượng nước m đã trút trong mỗi lần và nhiệt đỗ t'1 lúc cân bằng ở bình một.
Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.
Bài làm :
Khi trút lượng nước m từ bình hai sang bình một ta có :Qtỏa = Qthu
<=>mc(t2 – t'1) = m1c(t'1 – t1)
<=>m(t2 – t'1) = m1(t'1 – t1)
<=> m.(40 – t'1) = 4.(t'1 – 20)
<=>40m – mt'1 = 4t'1 – 80 (1)
Khi trút lượng nước m từ bình một sang bình hai ta có:Qthu = Qtỏa
<=> mc(t'2 – t'1) = c(m2 – m)(t2 – t'2)
<=> m (t'2 – t'1) = (m2 – m)(t2 – t'2)
<=> 38m – mt'1 = 16 – 2m
<=>40m - mt'1 = 16 (2)
Trừ (1) cho (2) theo vế với vế, ta có :
0 = 4t'1- 96 → t'1 = 240C
Thay t'1 = 240C vào (2) ta có: 40m – 24m = 16 => m = 1kg
Chúc bạn học tốt !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
có 2 bình cách nhiệt, bình 1 chứa 4 lít nước ở 50 độ C , bình 2 chứa 1 lít ở 30 độ C. Rót một phần nước từ bình một sang bình 2 khi có cân bằng nhiệt ở bình 2 ta lại rót trở lại bình 1 cũng lượng nước trên sao cho nước ở bình 2 có thể tích như ban đầu. CHo biết nhiệt độ sau càng ở bình 1 là 48 độ C . Hãy tính
a, nhiệt độ của nước ở bình 2 sau khi cân bằng là bao nhiêu
b, lượng nước đã rót từ bình một sang bình 2 là bao nhiêu
m1 = 4kg
m2 = 1kg
a) Gọi m là khối lượng nước rót từ bình 1 sang bình 2 và ngược lại.
+ Quá trình rót nước từ 1 sang 2, nhiệt độ cân bằng bình 2 là t1: \(Q_{tỏa}=Q_{thu}\)
\(\Rightarrow m.c(50-t_1)=1.c(t_1-30)\) (1)
+ Quá trình rót nước từ 2 trở về 1, nhiệt độ cân bằng là \(48^0C\), phương trình cân bằng nhiệt:
\(m.c(48-t_1)=(4-m).c.(50-48)\Rightarrow m.c(50-t_1)=8c\) (2)
Từ (1) và (2) suy ra: \(c(t_1-30)=8c\Rightarrow t_1=38^0C\)
b) Từ (1) ta có: \(m.c(50-38)=c(38-30)\Rightarrow m=\dfrac{2}{3}(kg)\)
Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 2Kg nước ở 200C, bình thứ hai chứa 4Kg nước ở 600C. Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì người ta lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước trong hai bình như lúc đầu. Nhiệt độ ở bình 1 sau khi cân bằng là 21,950C.
a/ Xác định lượng nước 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.
a/ Giả sử khi rót lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t1) = m2.(t2 - t) (1)
Tương tự lần rót tiếp theo nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t' = 21,950C và lượng nước trong bình 1 lúc này chỉ còn (m1 - m) nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t') = (m1 - m).(t' - t1) (2)
Từ (1) và (2) ta có pt sau:
m2.(t2 - t) = m1.(t' - t1)
\(t=\frac{m_2t_2\left(t'-t_1\right)}{m_2}\) (3)
Thay (3) vào (2) tính toán ta rút phương trình sau:
\(m=\frac{m_1m_2\left(t'-t_1\right)}{m_2\left(t_2-t_1\right)-m_1\left(t'-t_1\right)}\) (4)
Thay số vào (3) và (4) ta tìm được: t = 590C và m = 0,1 Kg.
b/ Lúc này nhiệt độ của bình 1 và bình 2 lần lượt là 21,950C và 590C bây giờ ta thực hiện rót 0,1Kg nước từ bình 1 sang bình 2 thì ta có thể viết được phương trình sau:
m.(T2 - t') = m2.(t - T2)
\(T_2=\frac{m_1t'+m_2t}{m+m_2}=58,12^0C\)
Bây giờ ta tiếp tục rót từ bình 2 sang bình 1 ta cũng dễ dàng viết được phương trình sau:
m.(T1 - T2) = (m1 - m).(t - T1)
\(T_1=\frac{mT_2+\left(m_1-m\right)t'}{m_1}=23,76^oC\)
Có 2 bình cách nhiệt . Binhg 1 chứa m1=2kg nước ở nhiệt độ t1 = 40 độ C . Bình 2 chứa m2 = 1kg nước ở nhiệt độ t2=20 độ C . Người ta trút một lượng nước m từ bình 1 sang bình 2 . Sau khi ở bình 2 nhiệt độ đã ổn định , lại trút một lượng nước m như thế từ bình 2 sang bình 1 . Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là 38 độ C .Tính khối lượng m trút trong mỗi lân và nhiệt độ cân bằng ở bình 2.
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 \(0,66666kg\)
Cho hai bình cách nhiệt , bình 1 chứa 4 lít nước ở 400C, bình 2 chứa 2 lít nước ở 200C. Ta rót bình 1 sang bình 2 một lượng nước, sau khi nhiệt cân bằng lại rót từ bình 2 trở lại bình 1 đúng bằng lượng nước mà bình 1 rót qua. Biết nhiệt độ của nước trong bình 1 lúc sau là 360C. Tính lượng nước rót qua.
(Biết khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3 và không có sự mất nhiệt ra môi trường)
gọi:
t là nhiệt độ cân bằng sau khi rót từ bình 1 sang 2
t' là nhiệt độ cân bằng sau khi rót từ bình 2 sang 1
m là khối lượng nước rót
ta có:
rót lần đầu từ bình 1 sang bình 2 thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow mC\left(t_1-t\right)=m_2C\left(t-t_2\right)\)
\(\Leftrightarrow m\left(40-t\right)=2\left(t-20\right)\)
\(\Leftrightarrow40m-mt=2t-40\)
\(\Leftrightarrow2t+mt=40m+40\)
\(\Leftrightarrow t=\frac{40\left(m+1\right)}{2+m}\left(1\right)\)
rót tiếp tục từ bình 2 sang bình 1 thì phương trình cân bằng nhiệt là:
Qtỏa=Qthu
\(\Leftrightarrow\left(m_1-m\right)C\left(t_1-t'\right)=mC\left(t'-t\right)\)
\(\Leftrightarrow\left(4-m\right)\left(40-36\right)=m\left(36-t\right)\)
thế (1) vào phương trình trên ta có:
\(4\left(4-m\right)=m\left(36-\frac{40\left(m+1\right)}{m+2}\right)\)
\(\Leftrightarrow4\left(4-m\right)=m\left(\frac{36\left(m+2\right)-40\left(m+1\right)}{m+2}\right)\)
\(\Leftrightarrow4\left(4-m\right)=m\left(\frac{36m+72-40m-40}{m+2}\right)\)
\(\Leftrightarrow4\left(4-m\right)=\frac{m\left(-4m+32\right)}{m+2}\)
\(\Leftrightarrow\left(16-4m\right)\left(m+2\right)=-4m^2+32m\)
\(\Leftrightarrow16m+32-4m^2-8m+4m^2-32m=0\)
\(\Leftrightarrow-24m+32=0\Rightarrow m=\frac{4}{3}kg\)
Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa 4kg nước ở 20 độ C. Bình 2 chứa 8kg nước ở 40 độ C. Người ta trút 1 lượng nước m từ bình 2 sang bình 1. Sau khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định người ta lại trút 1 lượng nước m từ bình 1 sang bình 2. Nhiệt độ ở bình 2 khi đã cân bằng nhiệt là 38 độ C. Tính lượng nước m đã trút và nhiệt độ ổn định ở bình 1.
có hai bbìn cách nhiệt , bình thứ nhất chứa 2kg nước ở 20 độ c ,bình thứ 2 chứa 4kg nước ở 60 độ c .Người ta rót 1 ca nước từ bình 1 vào bình 2 .Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì người ta lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1để lượng nước trong 2 bình như lúc đầu .Nhiệt độ ở bình1 sau khi cân bằng là21,95 độ c
a,xác định lượng nước đã rót ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình
b, nếu tiếp tục thực hiên lần thứ 2 ,tìm nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình
Ta có phương trình cân bằng nhiệt ( lần 1)
\(Q_{toả_1}=Q_{thu_1}\\ \Leftrightarrow4c\left(60-t_{cb_1}\right)=mc\left(t_{cb_1}-20\right)\\ \Leftrightarrow t_{cb_1}=\dfrac{240+20m}{m+4}\left(1\right)\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt ( lần 2 )
\(Q_{toả_2}=Q_{thu_2}\\ \Leftrightarrow mc\left(t_{cb_1}-21,95\right)=\left(2-m\right)c.1,95\\ \Leftrightarrow t_{cb_1}=\dfrac{3,9+20m}{m}\left(2\right)\)
Từ (1) và (2)
\(\Leftrightarrow\dfrac{240+20m}{m+4}=\dfrac{3,9+20m}{m}\)
Giải phương trình trên ta được
\(\Rightarrow m\approx0,1kg\)
Thay m = 0,1kg ta được
\(\Leftrightarrow t_{cb}=59^o\)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt lần 3
\(Q_{toả_3}=Q_{thu_3}\\ \Leftrightarrow4c\left(59-t_{cb}\right)=0,1c\left(t_{cb}-21,95\right)\\ \Rightarrow t_{cb}=58,1\)
có hai bbìn cách nhiệt , bình thứ nhất chứa 2kg nước ở 20 độ c ,bình thứ 2 chứa 4kg nước ở 60 độ c .Người ta rót 1 ca nước từ bình 1 vào bình 2 .Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì người ta lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1để lượng nước trong 2 bình như lúc đầu .Nhiệt độ ở bình1 sau khi cân bằng là21,95 độ c
a,xác định lượng nước đã rót ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình
b, nếu tiếp tục thực hiên lần thứ 2 ,tìm nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình
a/ Giả sử khi rót lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t1) = m2.(t2 - t) (1)
Tương tự lần rót tiếp theo nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là t' = 21,950C và lượng nước trong bình 1 lúc này chỉ còn (m1 - m) nên ta có phương trình cân bằng:
m.(t - t') = (m1 - m).(t' - t1) (2)
Từ (1) và (2) ta có pt sau:
m2.(t2 - t) = m1.(t' - t1)
t=m2t2(t′−t1) / m2 (3)
Thay (3) vào (2) tính toán ta rút phương trình sau:
m=m1m2(t′−t1) / m2(t2−t1)−m1(t′−t1) (4)
Thay số vào (3) và (4) ta tìm được: t = 590C và m = 0,1 Kg.
b/ Lúc này nhiệt độ của bình 1 và bình 2 lần lượt là 21,950C và 590C bây giờ ta thực hiện rót 0,1Kg nước từ bình 1 sang bình 2 thì ta có thể viết được phương trình sau:
m.(T2 - t') = m2.(t - T2)
T2=m1t′+m2t / m+m2=58,120C
Bây giờ ta tiếp tục rót từ bình 2 sang bình 1 ta cũng dễ dàng viết được phương trình sau:
m.(T1 - T2) = (m1 - m).(t - T1)
T1=mT2+(m1−m)t′ / m1=23,760C
dấu / là phân số
