Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường ngoài. Người

Câu hỏi :

Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường ngoài. Người ta đổ vào mỗi bình 300g nước, bình 1 nước có nhiệt độ +55,6oC và bình 2 nước có nhiệt độ +30oC. Bỏ qua sự mất nhiệt khi đổ, khi khuấy và nhiệt dung của 2 bình.

1. Lấy ra 100g nước từ bình 1 đổ sang bình 2 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 2 khi cân bằng nhiệt.

2. Từ bình 2 (khi đã cân bằng nhiệt) lấy ra 100g nước đổ sang bình 1 rồi khuấy đều. Tính nhiệt độ của nước ở bình 1 khi cân bằng nhiệt và hiệu nhiệt độ giữa 2 bình khi đó.

3. Cứ đổ đi đổ lại như thế với cùng 100g nước lấy ra. Tìm số lần đổ từ bình 2 sang bình 1 để hiệu nhiệt độ của nước trong hai bình khi cân bằng nhiệt là 0,4oC.

* Đáp án

* Hướng dẫn giải

- Gọi nhiệt dung của nước là C, nhiệt độ ban đầu của bình 1 là t01 = +55,6oC, nhiệt độ ban đầu của bình 2 là t02 = +30oC, lượng nước chuyển là Δm = 100g. Sau lần đổ thứ nhất, nhiệt độ bình 1 là 55,6oC, gọi nhiệt độ bình 2 là t1.

- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt đối với bình 2: Cm(t1 - t02) = CΔm(t01 - t1)

- Suy ra nhiệt độ: t1 = mt02 + Δmt01m + Δm = 36,4oC

- Sau lần đổ thứ hai, nhiệt độ bình 2 là 36,4oC, gọi nhiệt độ bình 1 là t2.

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt đối với bình 1:

                   C(m - Δm)(t01 - t2) = CΔm(t2 - t1)

- Suy ra: t2 = (m - Δm)t01 + Δmt1m = 49,2oC

- Hiệu nhiệt độ 2 bình t2 - t1 = 49,2 - 36,4 = 12,8oC

- Đặt t1 = mt02 + Δmt01m + Δm = kt01 + t02k + 1 với k = Δmm < 1

t2 = (m - Δm)t01 + Δmt1m = kt1 + (1 - k)t01 = kt02+ t01k + 1
t2 - t1 = (t01 - t02)1 - k1 + k

- Dễ dàng thấy rằng để tìm hiệu nhiệt độ t4- t3của hai bình sau lần đổ thứ 3 và thứ 4: t4- t3 = (t2- t1)1 - k1 + k = (t01- t02)(1 - k)2(1 + k)2

- Như vậy, cứ mỗi lần đổ đi đổ lại thì hiệu nhiệt độ hai bình thay đổi 1 - k1 + k = 1 - 1003001 + 100300 = 12 lần.

- Sau n lần đổ từ bình 2 sang bình 1, ứng với lần đổ thứ 2n thì hiệu nhiệt độ 2 bình

t2n- t2n-1 = (t01- t02)(1 - k)n(1 + k)n = 25,62n

- Để hiệu nhiệt độ bằng 0,4oC, hay 25,62n = 0,4 suy ra 2n = 64 = 26 suy ra n = 6.

Kết luận: Sau 6 lần đổ từ bình 2 sang bình 1 hoặc với lần đổ thứ 12 nếu tính số lần đổ của cả 2 bình.

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 thư

Tâm sự Lớp 9

Lớp 9 - Là năm cuối ở cấp trung học cơ sở, sắp phải bước vào một kì thi căng thẳng và sắp chia tay bạn bè, thầy cô và cả kì vọng của phụ huynh ngày càng lớn mang tên "Lên cấp 3". Thật là áp lực nhưng các em hãy cứ tự tin vào bản thân là sẻ vượt qua nhé!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK