Ba chất lỏng khác nhau có khối lượng m1, m2, m3; nhiệ

Câu hỏi :

Ba chất lỏng khác nhau có khối lượng m1, m2, m3; nhiệt dung riêng và nhiệt độ đầu tương ứng là c1, c2, c3 và t1 = 900C, t2 = 200C, t3 = 600C có thể hòa lẫn vào nhau và không có tác dụng hóa học. Nếu trộn chất lỏng thứ nhất với nửa chất lỏng thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp là t13 = 700C, nếu trộn chất lỏng thứ hai với nửa chất lỏng thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp là t23 = 300C. Cho rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng với nhau.

a. Viết phương trình cân bằng nhiệt của mỗi lần trộn.

b. Tính nhiệt độ cân bằng tc khi trộn cả ba chất lỏng với nhau

* Đáp án

* Hướng dẫn giải

a. Phương trình cân bằng nhiệt:

- Lần 1: m1c1(t1 – t13) = 1/2m3c3(t13 – t3) => m1c1(90 – 70) = 1/2m3c3(70 – 60)

 <=> 20m1c1 = 5m3c3 => 4m1c1 = m3c3

- Lần 2: m2c2(t23 – t2) = 1/2m3c3(t3 - t23) => m2c2 (30 – 20) = 1/2m3c3(60 – 30)

 <=>10m2c2 =15m3c3 => m2c2 = 1,5m3c3
b. 

Tính tc

- Ta có:  m1c1 = 0,25m3c3 (1)

              m2c2 = 1,5m3c3   (2)

- Gọi tc là nhiệt độ chung khi trộn ba chất lỏng với nhau; nhiệt lượng mỗi chất lỏng thu vào hoặc tỏa ra trong khi trao đổi nhiệt là:

   Q1 = m1c1(t1 – tc), Q2 = m2c2(t2 – tc), Q3 = m3c3(t3 – tc)

 - Theo định luật bảo toàn nhiệt lượng thì: Q1 + Q2 + Q3 = 0

=> m1c1(t1 – tc) + m2c2(t2 – tc) + m3c3(t3 – tc) = 0    (3)

 - Từ (1), (2), (3) giải ra ta được tc = 40,90C
 

Copyright © 2021 HOCTAP247