Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp khi xãy ra cân bằng.
Có ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong một nhiệt lượng kế. chúng có khối lượng lần lượt là \({m_1} = 1kg,{\rm{ }}{m_2} = {\rm{ }}10kg,{\rm{ }}{m_3} = 5kg\), có nhiệt dung riêng lần lượt là \({C_1} = {\rm{ }}2000J/Kg.K,{\rm{ }}{C_2} = {\rm{ }}4000J/Kg.K,{\rm{ }}{C_3}\; = {\rm{ }}2000\)và có nhiệt độ là \({t_1} = {\rm{ }}{6^0}C,{\rm{ }}{t_2} = {\rm{ }} - {40^0}C,{\rm{ }}{t_3} = {\rm{ }}{60^0}C.\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án A
Giả sử rằng, thoạt đầu ta trộn hai chất có nhiệt độ thấp hơn với nhau ta thu được một hỗn hợp ở nhiệt độ t < t3 ta có pt cân bằng nhiệt: \(\begin{array}{l} {m_1}{C_1}\left( {{t_1} - {\rm{ }}t} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}{m_2}{C_2}\left( {t{\rm{ }} - {\rm{ }}{t_2}} \right)\;\;\;\\ t = \frac{{{m_1}{C_1}{t_1} + {m_2}{C_2}{t_2}}}{{{m_1}{C_1} + {m_2}{C_2}}}\;\left( 1 \right) \end{array}\)
Sau đó ta đem hỗn hgợp trên trôn với chất thứ 3 ta thu được hỗn hợp 3 chất ở nhiệt độ t' (t < t' < t3) ta có phương trình cân bằng nhiệt:\(\left( {{m_1}{C_1} + {\rm{ }}{m_2}{C_2}} \right)\left( {t'{\rm{ }} - {\rm{ }}t} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}{m_3}{C_3}\left( {{t_3} - {\rm{ }}t'} \right)\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) ta có: \(t' = \frac{{{m_1}{C_1}{t_1} + {m_2}{C_2}{t_2} + {m_3}{C_3}{t_3}}}{{{m_1}{C_1} + {m_2}{C_2} + {m_3}{C_3}}}\)
Thay số vào ta tính được t' ≈ -190C
Đề thi HK1 môn Vật lý 9 năm 2021-2022
Trường THCS Nguyễn Viết Xuân