Đáp án: D

- Gọi m 2  là khối lượng của chất lỏng chứa trong bình 2 sau lần đổ thứ nhất (ở 20 0 C ), m là khối lượng của mỗi ca chất lỏng đổ vào (có nhiệt độ ) và t là nhiệt độ bỏ sót không ghi. Phương trình cân bằng nhiệt ứng với lần đổ thứ 2 là:

- Lần 2:

    m 2 . c ( 30 - 20 ) = m . c ( t 1 - 30 )

    ⇒ m 2 ( 30 - 20 ) = m ( t 1 - 30 )

    ⇒ 10 m 2 = m ( t 1 - 30 )   ( 1 )

- Từ lần đổ thứ nhất đến lần đổ cuối học sinh đó đã đổ 3 ca chất lỏng. Coi như học sinh ấy đổ 1 lần 3 ca chất lỏng, thì nhiệt độ bình 2 tăng từ  20 0 C  lên thành  40 0 C . Ta có phương trình:

    m 2 ( 40 - 30 ) = 3 m ( t 1 - 40 )

    ⇒ 20 m 2 = 3 m ( t 1 - 40 )   ( 2 )

- Từ (1) và (2)

   ⇒ 3.( t 1  – 40) = 2( t 1  – 30)

   ⇒  t 1  =60°C

- Thay vào (1) ta có:

    10 m 2 = m ( t 1 - 30 ) = 30 m ⇒ m 2 = 3 m

Lần 3:

    ( m 2 + m ) ( t - 30 ) = m ( 60 - t )

   ⇒ 4m.(t-30) = m(60 – t)

⇒ t = 36 0 C

Gọi khối lượng, nhiệt dung riêng của bình 1 và từng ca chất lỏng của bình 2 lần lượt là m₁; c₁ và m₂; c₂.

Nhiệt dung tương ứng q₁ = m₁.c₁ và q₂ = m₂.c₂

Nhiệt độ ban đầu của bình 2 là t₂, nhiệt độ lần bỏ sót không ghi là t_x.

Phương trình cân bằng nhiệt sau lần trút thứ 2 là:

q₂.( t₂ – 35 ) = ( q₁ + q₂ ).( 35 – 20 ) => = (1)

Phương trình cân bằng nhiệt sau lần trút thứ 3 là:

q₂.( t₂ – t_x ) = ( q₁ + 2q₂ ).( t_x – 35 ) (2)

Phương trình cân bằng nhiệt cho lần trút cuối cùng là:

q₂.( t₂ – 50 ) = ( q₁ + 3q₂ ).( 50 - t_x ) (3)

Thay (1) vào (2) => t_x = (4)

Thay (1) vào (3) => t_x = (5)

Từ (4) và (5) => t₂ = 80^oC thay t₂ = 80^oC vào (5) => t_x = 44^oC

Vậy nhiệt độ lần bỏ sót là 44^oC

* đổ lần 1

\(=>m\)(bình 1)\(=m2+m1\left(kg\right)\)

*đổ lần 2:

\(=>Qtoa1=m2.C.\left(t-35\right)\left(J\right)\)

\(=>Qthu1=\left(m1+m2\right)C.\left(35-20\right)\left(J\right)\)

\(=>m2.C.\left(t-35\right)=\left(m1+m2\right)C.15\left(J\right)\)(1)

*đổ lần 3:

\(=>Qthu2=\left(m1+m2\right)C.\left(t3-20\right)\left(J\right)\)

\(=>Qtoa2\)\(=2m2.C\left(t-t3\right)\left(J\right)\)

\(=>2m2C\left(t-t3\right)=\left(m1+m2\right)C\left(t3-20\right)\left(2\right)\)

lấy(2) chia(1)\(=>\dfrac{2\left(t-t3\right)}{t-35}=\dfrac{t3-20}{15}\left(3\right)\)

*đổ lần 4:

\(=>Qthu3=\left(m1+m2\right)C\left(50-20\right)\left(J\right)\)

\(=>Qtoa3=3m2.C\left(t-50\right)\)

\(=>3m2.C\left(t-50\right)=\left(m1+m2\right)C.30\left(4\right)\)

lấy (4) chia(1)

\(=>\dfrac{3\left(t-50\right)}{t-35}=\dfrac{30}{15}=>t=80^oC\left(5\right)\)

thế(5) vào (3)\(=>\dfrac{2\left(80-t3\right)}{80-35}=\dfrac{t3-20}{15}=>t3=44^oC\)

Gọi \(m\left(kg\right)\) là khối lượng nước bình 1 và bình 2 ban đầu.

Và \(m'\left(kg\right)\) là lượng nước được múc ra.

Khi bình 2 cân băng nhiệt, người ta múc một ca nước từ bình 2 đổ sang bình 1 và nhiệt độ bình 1 khi cân bằng nhiệt là 30. Ta có pt:

\(m\cdot c\cdot\left(30-20\right)=m'\cdot c\cdot\left(60-30\right)\Rightarrow10m=30m'\Rightarrow m=3m'\)

Nếu lặp lại một lần nữa, nhiệt độ bình 1 sau khi cân bằng là \(t\left(^oC\right):\)

\(\left(m-m'\right)\cdot c\cdot\left(60-t\right)=m'\cdot c\cdot\left(t-20\right)\)

\(\Rightarrow2\cdot\left(60-t\right)=t-20\Rightarrow t=\dfrac{140}{3}\approx46,67^oC\)

Đáp án:

Đến lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ 38,078038,0780

Giải thích các bước giải:

Gọi nhiệt dung của bình 1, bình 2 và nhiệt lượng kế lần lượt là q1,q2�1,�2 và 

Ta có:

Nhiệt độ sau lần nhúng thứ 1 vào bình 1: t1=400�1=400

Nhiệt độ sau lần nhúng thứ 1 vào bình 2: t2=80�2=80

Nhiệt độ sau lần nhúng thứ 2 vào bình 1: t3=390�3=390

Nhiệt độ sau lần nhúng thứ 2 vào bình 2: t4=9,50�4=9,50

Nhiệt độ sau lần nhúng thứ 3 vào bình 1: t5=?�5=?

+ Sau lần nhúng thứ 2 vào bình 1 ta có phương trình cân bằng nhiệt:

(Nhiệt lượng do bình 1 tỏa ra = nhiệt lượng do nhiệt lượng kế thu vào sau lần nhúng thứ 2)

q1(t1−t3)=q(t3−t2)⇔q1(40−39)=q(39−8)⇒q1=31q�1(�1−�3)=�(�3−�2)⇔�1(40−39)=�(39−8)⇒�1=31�

+ Sau lần nhúng thứ 2 vào bình 2, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

(Nhiệt lượng do bình 2 thu vào = nhiệt lượng do nhiệt lượng kế tỏa ra)

gọi \(q_1\) là nhiệt dung bình 1
     \(q_2\) là nhiệt dung bình 2
     \(q_0\) là nhiệt dung nhiệt kế
     \(t\) và \(t'\) là nhiệt độ ban đầu trong bình 1 và 2
sau lần trao đổi nhiệt thứ nhất, nhiệt kế có nhiệt độ \(t_1=41^oC\)
ở lần 2 nhiệt kế trao đổi nhiệt với bình 2, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{toả}=Q_{thu}\Leftrightarrow\left(t_1-t_{cb1}\right).q_0=\left(t_{cb1}-t'\right).q_2\Leftrightarrow\left(41-8\right).q_0=\left(8-t'\right)q_2\Leftrightarrow33q_0=\left(8-t'\right)q_2\left(1\right)\)
ở lần 3 nhiệt kế trao đổi nhiệt với bình 1, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{toả}=Q_{thu}\Leftrightarrow\left(t_1-t_{cb2}\right)q_1=\left(t_{cb2}-t_{cb1}\right)q_0\Leftrightarrow q_1=32q_0\)
ở lần 4 nhiệt kế trao đổi nhiệt với bình 2, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{toả}=Q_{thu}\Leftrightarrow30,5q_0=1,5q_2\Leftrightarrow q_2=\dfrac{61}{3}q_0\left(2\right)\)
\(\left(1\right)\left(2\right)\Rightarrow33=\dfrac{61}{3}\left(8-t'\right)\Leftrightarrow t'=\dfrac{389}{61}^oC\approx6,377^oC\)
(chỉ xác định được nhiệt độ chất lỏng ở bình 2 do chưa có nhiệt độ nhiệt kế ban đầu)
b, ở lần 5 nhiệt kế trao đổi nhiệt với bình 1, ta có phương trình cân bằng nhiệt:|
\(Q_{toả}=Q_{thu}\Leftrightarrow q_1\left(t_{cb2}-t_{cb4}\right)=q_0\left(t_{cb4}-t_{cb3}\right)\Leftrightarrow32\left(40-t_{cb4}\right)=t_{cb4}-9,5\Leftrightarrow t_{cb4}\approx39^oC\)
c, khi lặp lại các lần nhúng tức là nước ở bình 1 và 2 với nhiệt kế đang trao đổi nhiệt với nhau
xét lúc nhiệt kế chỉ \(8^oC\), bình 2 có nhiệt độ \(8^oC\), bình 1 có nhiệt độ \(41^oC\)
áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
\(Q_{toả}=Q_{thu}\Leftrightarrow q_1\left(41-t_{cb}\right)=q_0\left(t_{cb}-8\right)+q_2\left(t_{cb}-8\right)\)
\(\Leftrightarrow32\left(41-t_{cb}\right)=\left(t_{cb}-8\right)+\dfrac{61}{3}\left(t_{cb}-8\right)\Leftrightarrow t_{cb}=27,8^oC\)