Vật lí 8 Nhiệt lượng

[tranminhnhat30122011@gmail.com]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Vào một ngày mùa đông trời rất lạnh (dưới 20oC). Để có được 120 lít nước ấm có nhiệt độ t1 = 30oc, một người đàn ông phải cho vào bồn tắm 30 lít nước sôi và 90 lít nước lạnh. Cùng lúc đó trong một phòng tắm khác, con trai ông ta cho vào bồn 20 lít sôi và 50 lít nước lạnh nhưng chỉ tạo ra được 70 lít nước ấm có nhiệt độ t2 = 29oC. Biết rằng hai phòng tắm mà hai cha con sử dụng cùng cách nhiệt tuyệt đối và hoàn toàn giống nhau(từ bản thân nhà tắm tới các vật dụng bên trong nó). Giả sử ban đầu các nhà tắm có cùng nhiệt độ với nước lạnh và cùng nhiệt độ với môi trường. Biết rằng nước hầu như không nở ra và sôi ở 100oC. Coi thời gian pha nước tắm của hai bố con là rất nhỏ, hỏi: a. Nhiệt độ của môi trường là bao nhiêu? b. Nếu hai bố con cùng tắm chung trong một nhà tắm thì cần bao nhiêu lít nước sôi để có được 190 lít nước ở nhiệt độ 30oc?

 

[Pyrit]

t là nhiệt độ nước lạnh + môi trường
Nếu không khí và những vật dụng trong nhà tắm không thu không thu nhiệt ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Ở phòng người cha:
30(100-30)=90(30-t)
=> t1[tex]\approx 6,6^{\circ}[/tex]C
Ở phòng người con:
20(100-29)=50(29-t)
=> t=0,6[tex]^{\circ}[/tex]C
Mà nhiệt độ nước lạnh, môi trường cả 2 phòng đều giống nhau
=> Các vật dụng và không khí trong nhà tắm cũng thu nhiệt
Gọi q là nhiệt lượng thu nhiệt của nhà tắm để tăng thêm 1[tex]^{\circ}[/tex]C, t là nhiệt độ môi trường, t1 là nhiệt độ nước nóng, C là nhiệt dung riêng của nước
tcb1, m1, m2 lần lượt là nhiệt độ cân bằng, khối lượng nước nóng, khối lượng nước lạnh ở phòng người cha
tcb2, m1', m2' lần lượt là nhiệt độ cân bằng, khối lượng nước nóng, khối lượng nước lạnh ở phòng n
Ta có phương trình cân bằng nhiệt ở phòng người cha:
m1.C(t1-tcb1)=m2.C(tcb1-t)+q(tcb1-t)
hay 30C(100-30)=90C(30-t)+q(30-t)
<=> q(30-t)=30C(3t-20) (1)
Phương trình cân bằng nhiệt ở phòng người con:
m1'.C(t1-tcb2)=m2'.C(tcb2-t)+q.(tcb2-t)
hay 20.C(100-29)=50.C(29-t)+q(29-t)
<=> q(29-t)=10C(5t-3) (2)
Lấy (1) chia cho (2), ta có:
[tex]\frac{30-t}{29-t}=\frac{9t-60}{5t-3}[/tex]
Giải phương trình bậc 2 ta được 2 nghiệm, t[tex]\approx[/tex] 26,3(loại vì nhiệt độ môi trường < 20[tex]^{\circ}[/tex] C), t[tex]\approx[/tex]15,7[tex]^{\circ}[/tex]C (nhận)
b) Khối lượng nước sôi là m, khối lượng nước lạnh là 190-m
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
m.C(t1-tcb)=(190-m).C(tcb-t)+q.(tcb-t)
hay m.C(100-30)=(190-m).C(30-15,7)+q.(30-15,7)
<=> 14,3q=C[70m-14,3(190-m)] (3)
Lấy (1) chia (3), ta có:
[tex]1=\frac{813}{70m-2717+14,3m}[/tex]
<=> m[tex]\approx[/tex]41,9 (kg) hay 41,9 lít