Từ một lượng nước muối tinh khiết có thể tích không giới hạn ở nhiệt độ phòng 20 độ C, một người muốn tạo ra hai cốc nước cần dùng: một cốc nước ấm chứa 200 cm3 nước ở 400C để pha sữa cho em bé và một cốc nước nóng chứa 800 cm3 nước ở 90 độ C để pha trà. Hỏi người đó phải đun sôi một thể tích nước (vừa đủ) bằng bao nhiêu cm3 để hòa với nước nguội tạo ra hai cốc nước trên? xem thể tích nước không thay đổi theo nhiệt độ, bỏ qua sự lấynhiệt của cốc.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(V_1=200cm^3\Rightarrow m_1=0,2kg,t_1=40^oC\)
\(V_2=800cm^3\Rightarrow m_2=0,8kg,t_2=90^oC\)
Nhiệt độ phòng chính là nhiệt độ cân bằng: \(t=20^oC\)
Nhiệt dung riêng của nước: \(c=4200\)
Nhiệt lượng thu vào của cốc nước ấm \(200cm^3\) là:
\(Q_1=m_1c\left(t_1-t\right)=0,2\cdot4200\cdot\left(40-20\right)=16800J\)
Nhiệt lượng thu vào của cốc nước ấm \(800cm^3\) là:
\(Q_2=m_2c\left(t_2-t\right)=0,8\cdot4200\cdot\left(90-20\right)=235200J\)
Cân bằng nhiệt ta đc:
\(Q_{tỏa}=Q_1+Q_2=252000\)
Nhiệt lượng nước đun sôi tỏa ra:
\(Q_{tỏa}=Q_3=m_3\cdot c\cdot\left(100-20\right)=252000J\)
\(\Rightarrow m_3=0,75kg\)
\(\Rightarrow V_3=750cm^3\)
gọi n là nồng độ của trà 1 lúc ban đầu
\(n2=\dfrac{\Delta m.n}{\Delta m+m2}=\dfrac{n}{1+\dfrac{m2}{\Delta m}}\left(1\right)\)
thay \(x2=\dfrac{\Delta m}{m2}\)
thay vào trường hợp 1 ta có \(n2=\dfrac{n}{1+\dfrac{1}{x2}}=\dfrac{n.x2}{x2+1}\)
nếu trường hợp đổ trở lại m từ cốc 2 sang cốc 1thì nồng độ nước trà cốc 1
\(n1=\dfrac{\left(m1-\Delta m\right).n+\Delta m.n2}{\left(m1-\Delta m\right)+\Delta m}=\dfrac{\left(m1-\Delta m\right).n+\Delta m.\dfrac{n.x2}{x2+1}}{m1}=n-\dfrac{\Delta m.n}{m1}+\dfrac{\Delta m}{m1}.\dfrac{n.x2}{x2+1}\left(2\right)\)
thay \(x1=\dfrac{\Delta m}{m1}\)
vào trường hợp 2 ta có:\(n1=\left(1-x1\right).n+\dfrac{x1.x2.n}{x2+1}\)
theo giả thiết ta có:\(n1=k.n2\)
hay \(\left(1-x1\right).n+\dfrac{x1.x2.n}{x2+1}=k.\dfrac{n.x2}{x2+1}\)
\(1-x1=\dfrac{\left(k-x1\right).x2}{x2+1}\)
suy ra độ chênh lệch giữa hai cốc:\(k=\dfrac{\left(1-x1\right).\left(1+x2\right)}{x2}+x1=\dfrac{1+x2-x1-x1x2}{x2}+x1=\dfrac{1-x1}{x2}+1\left(3\right)\)
\(< =>\dfrac{1-x1}{x2}=k-1=2,5-1=1,5< =>1=1,5x2+x1\left(4\right)\)
khi đổ nước có khối lượng m từ bình 1 sang bình 2 ta có phương trình cân bằng nhiệt
m.c(t1-t)=m2.c(t-t2)
\(t=\dfrac{\Delta m.c.t1+m2.c.t2}{\Delta m.c+m2.c}=\dfrac{\Delta m.t1+m2.t2}{\Delta m+m2}\)
thêm bớt m2t1 vào tử ta có
\(t=\dfrac{\Delta m.t1+m2.t1+m2.t2-m2.t1}{\Delta m+m2}=t1+\dfrac{m2.\left(t2-t1\right)}{\Delta m+m2}=t1+\dfrac{t2-t1}{x2+1}=t1-\dfrac{t2-t1}{x2+1}\left(6\right)\)
khi đổ m trở lại cốc 1 ta có phương trình cân bằng nhiệt sau
m.c(t'-t)=(m1-m).c(t1-t')
\(=>t'=\dfrac{\Delta m.c.t+\left(m1-\Delta m\right)c.t1}{\Delta m.c\left(m1-\Delta m\right)c}=\dfrac{\Delta m.t+\left(m1-\Delta m\right).t1}{m1}< =>t'=x1.t+t1-x1.t1=x1\left(t-t1\right)+t1\)
thay vào trường hợp 6 ta có:\(t'=\left(t1-\dfrac{t1-t2}{x2+1}\right).x1+t1=t1-\dfrac{x1.\left(t1-t2\right)}{x2+1}\left(< >\right)\)
hiệu nhiệt độ giữa hai cốc
\(t=t'-t=t1-\dfrac{x1.\left(t1-t2\right)}{x2+1}-t1-\dfrac{t1-t2}{x2+1}=\dfrac{t1-t2-x1.\left(t1-t2\right)}{x2+1}=\dfrac{\left(1-x1\right).\left(t1-t2\right)}{x2+1}\left(\backslash\right)\)
thay t1,t2,t vào (/) ta có \(15=\dfrac{\left(1-x1\right).\left(45-5\right)}{x2+1}=>15x2+40x1=25\left(\backslash\backslash\right)\)
giải hệ phương trình từ (4) và (\\) ta có: ta được x1=\(\dfrac{1}{2}\)
x2=\(\dfrac{1}{3}\)
ta thấy khi m tăng thì \(x1=\dfrac{\Delta m}{m1}\)
x2=\(\dfrac{\Delta m}{m2}\)
đều tăng ,do đó từ phần (3) và (//) ta có k và t đều giảm
\(=>Q=mC\left(t1-t2\right)=0,2.4200\left(40-37\right)=2520J\)
Giải kiểu này em chắc bn ấy ko thể hiểu được
Phải chia thành 4 cái Qthu: hóa hơi, tan chảy, từ -10 lên 0 độ, từ 0 độ lên 10 độ
1 cái Qthu: do nước tỏa nhiệt hạ từ 30->10 độ C
a)
- Để đo nhiệt độ nước trong cốc em sử dụng nhiệt kế
- Để đo khối lượng nước trong cốc em sử dụng cân:
+ Lấy một chiếc cốc khô (cốc 2);
+ Cân khối lượng của cốc 2 khi chưa có nước.
+ Rót nước từ cốc 1 vào cốc 2.
+ Cân khối lượng của cốc nước 2 (chứa nước).
+ Lấy khối lượng cốc 2 khi đã chứa nước trừ đi khối lượng cốc 2 khi chưa có nước em sẽ xác định được khối lượng nước trong cốc.
- Để đo thể tích nước em sử dụng ống đong:
b) Sau 10 phút nhiệt độ của nước trong cốc sẽ giảm xuống.
c) Sau khi thực hiện các thao tác, có kết quả để trả lời các câu hỏi trên, em đã sử dụng các kĩ năng như: kĩ năng quan sát (đọc được các giá trị về nhiệt độ, thể tích, khối lượng của nước), kĩ năng đo (biết dùng dụng cụ ống đong, nhiệt kế và cân) để xác định các giá trị cần tìm và kĩ năng dự đoán để dự đoán về sự thay đổi nhiệt độ của nước sau 10 phút.