Một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200 C. Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng đến 100oC. Sau kh
Một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200 C. Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng đến 100oC. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1 = 400 C. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.độ. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình nhiệt lượng kế. Giả thiết nước không bị tràn ra ngoài. a) Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba? b) Cần phải thả bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 900 C.
Lời giải 1 :
a. Gọi khối lượng của nước là m, khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là m1 và c1. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là tcb và số quả cầu thả vào nước là N
Ta có: Nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là: Qtỏa = Nm1c1(100 – tcb).
* Nhiệt lượng thu vào của nước là: Qthu = 4200m(tcb – 20)
* Điều kiện cân bằng: Qtỏa = Qthu Nm1c1(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20) (1)
* Khi thả quả cầu thứ nhất: N = 1; tcb = 400 C, ta có:
1.m1c1(100 – 40) = 4200m(40 – 20) m1c1 = 1400m (2)
Thay (2) và (1) ta được: N.1400m(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20)
100N - Ntcb = 3tcb – 60 (*)
* Khi thả thêm quả cầu thứ hai: N = 2, từ phương trình (*) ta được:
200 – 2tcb = 3tcb – 60 tcb = 520 C.
Vây khi thả thêm quả cầu thứ hai thì nhiệt độ cân bằng của nước là 520 C.
* Khi thả thêm quả cầu thứ ba: N = 3, từ phương trình (*) ta được:
300 – 3tcb = 3tcb – 60 tcb = 600 C. Vây khi thả thêm quả cầu thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của nước là 600 C.
Thảo luận
Lời giải 2 :
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
a. Gọi khối lượng của nước là `m`, khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là `m_1` và
`c_1`. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là `t_{cb}` và số quả cầu thả vào nước là `N`
Ta có: Nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là: `Q_{tỏa} = Nm_1c_1(100 – t_{cb}) `
* Nhiệt lượng thu vào của nước là: `Q_{thu} = 4200m(t_{cb} –20)`
*Điều kiện cân bằng: `Q_{tỏa} = Q_{thu} \Rightarrow Nm_1c_1(100 –t_{cb}) = 4200m(t_{cb} –20)\ (1)`
*Khi thả quả cầu thứ nhất: `N = 1; t_{cb} = 40^{0}C`, ta có:
`1.m_1c_1(100– 40) = 4200m(40– 20)`
`⇒m1c1 = 1400m\ (2)`
Thay `(2)` và `(1)` ta được: `N.1400m(100– t_{cb}) = 4200m(t_{cb} –20)`
`⇒100N - Nt_{cb} = 3t_{cb} –60\ (*)`
* Khi thả thêm quả cầu thứ hai: `N = 2`, từ phương trình `(*)` ta được:
`200– 2t_{cb} = 3t_{cb} –60`
`⇒t_{cb} = 52^{0}C.`
Vây khi thả thêm quả cầu thứ hai thì nhiệt độ cân bằng của nước là `52^{0} C.`
* Khi thả thêm quả cầu thứ ba: `N = 3`, từ phương trình `(*)` ta được:
`300– 3t_{cb} = 3t_{cb} –60`
`⇒t_{cb} = 60^{0}C.`
Vây khi thả thêm quả cầu thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của nước là `60^{0} C.`
b. *Khi `t_{cb} = 90^{0} C`, từ phương trình `(*)` ta được:
`100N–90N = 270–60`
`⇒N = 21.`
Vậy cần thả 21 quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng là `90^{0} C.`
Có thể bạn quan tâm
Bạn có biết?
Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.
Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thưTâm sự 11
Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng sau này rồi học đại học. Ôi nhiều lúc thật là sợ, hoang mang nhưng các em hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai nhé!
Nguồn : ADMIN :))Copyright © 2021 HOCTAP247