Tóm tắt:
m1 = 1kg ; c1 = 2000J/kg.K ; t1 = 10oC
m2 = 2kg ; c2 = 4000J/kg.K ; t2 = 10oC
m3 = 3kg ; c3 = 3000J/kg.K ; t3 = 50oC
===========================
a) to = ?
b) t' = 30oC ; Q' = ?
Giải:
a) Hai chất lỏng thứ nhất và thứ hai có nhiệ độ bằng nhau nên giữa chúng không có sự truyền nhiệt, chất lỏng thứ ba có nhiệt độ lớn hơn nên nó sẽ truyền nhiệt lượng cho hai chất lỏng còn lại.
Nhiệt lượng chất lỏng thứ nhất thu vào là:
\(Q_1=m_1.c_1.\left(t-t_1\right)=1.2000.\left(t-10\right)=2000t-20000\)
Nhiệt lượng chất lỏng thứ hai thu vào là:
\(Q_2=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)=2.4000.\left(t-10\right)=8000t-80000\)
Nhiệt lượng chất lỏng thứ ba tỏa ra là:
\(Q_3=m_3.c_3.\left(t_3-t\right)=3.3000.\left(50-t\right)=450000-9000t\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt thì nhiệt lượng chất lỏng thứ ba tỏa ra bằng nhiệt lượng chất lỏng thứ nhất và chất lỏng thứ hai thu vào.
\(Q_3=Q_1+Q_2\\ \Rightarrow450000-9000t=2000t-20000+8000t-80000\\ \Rightarrow550000=19000t\\ \Rightarrow t\approx28,9474\left(^oC\right)\)
b) Lúc này cả 3 chất lỏng đang có nhiệt độ là 28,9474oC. Nhiệt lượng mỗi chất lỏng cần thu vào để nóng lên 30oC là:
Chất lỏng thứ nhất:
\(Q_1'=m_1.c_1\left(t'-t\right)=1.2000.\left(30-28,9474\right)=2105,2\left(J\right)\)
Chất lỏng thứ hai:
\(Q_2'=m_2.c_2.\left(t'-t\right)=2.4000.\left(30-28,9474\right)=8420,8\left(J\right)\)
Chất lỏng thứ ba:
\(Q_3'=m_3.c_3.\left(t'-t\right)=3.3000.\left(30-28,9474\right)=9473,4\left(J\right)\)
Vậy nhiệt lượng cần cung cấp để hỗn hợp nóng lên 30oC là:
\(Q'=Q_1'+Q_2'+Q_3'=2105,2+8420,8+9473,4=19999,4\left(J\right)\)