Một nhân viên spa muốn pha nước tắm cho các bé, nhân viên này mở vòi nước nóng ở $90^\circ$C và vòi nước lạnh ở $10^\circ$C đồng thời chảy vào bể đã chứa sẵn $50$ lít nước ở $20^\circ$C. Biết lưu lượng của mỗi vòi là $0{,}25$ l/s.
Hệ thống massage được mở liên tục trong quá trình bơm nước vào bể để tạo dòng nước, khuấy đều để nhiệt độ nước tăng đều. Bỏ qua sự truyền nhiệt với bể chứa và môi trường. Xem khối lượng riêng của nước nóng và lạnh đều bằng $997 \,\text{kg/m}^3$. Để thu được nước có nhiệt độ $40^\circ$C thì nhân viên cần mở hai vòi chảy liên tục trong bao nhiêu giây?
Một nhân viên spa muốn pha nước tắm cho các bé, nhân viên này mở vòi nước nóng ở $90^\circ$C và vòi nước lạnh ở $10^\circ$C đồng thời chảy vào bể đã chứa sẵn $50$ lít nước ở $20^\circ$C. Biết lưu lượng của mỗi vòi là $0{,}25$ l/s.
Hệ thống massage được mở liên tục trong quá trình bơm nước vào bể để tạo dòng nước, khuấy đều để nhiệt độ nước tăng đều. Bỏ qua sự truyền nhiệt với bể chứa và môi trường. Xem khối lượng riêng của nước nóng và lạnh đều bằng $997 \,\text{kg/m}^3$. Để thu được nước có nhiệt độ $40^\circ$C thì nhân viên cần mở hai vòi chảy liên tục trong bao nhiêu giây?
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Gọi $\tau$ (s) là khoảng thời gian bơm nước vào bể.
Lượng nước chảy vào bể của mỗi vòi trong khoảng thời gian $\tau$ là:
\[
m = D \cdot V = 997 \cdot 0{,}25 \cdot 10^{-3} \cdot \tau = 0{,}24925 \cdot \tau \, (\text{kg})
\]
Xét sự truyền nhiệt giữa lượng nước chứa trong bể với lượng nước nóng, lạnh được bơm vào, ta có:
\[
Q_{toà} = Q_{thu}
\]
\[
\Rightarrow 0{,}24925 \, \tau \, c_n \, (90 - 40)
= 0{,}24925 \, \tau \, c_n \, (40 - 10) + 997 \cdot 50 \cdot 10^{-3} \, c_n \, (40 - 20)
\]
\[
\Rightarrow \tau = 200 \, \text{s}
\]
Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 500 Bài tập tổng ôn Vật lí (Form 2025) ( 38.000₫ )
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
A. $47^\circ\mathrm{C}$
B. $48^\circ\mathrm{C}$
C. $53^\circ\mathrm{C}$
D. $54^\circ\mathrm{C}$
Lời giải
Đáp án đúng là B
Khối lượng ethanol chứa trong $20\,\ell$ rượu gạo $40^\circ$ là:
\[
m_e = D_e V_e = 789{,}40 \cdot 20 \cdot 10^{-3} = 6{,}312\,\mathrm{kg}.
\]
Khối lượng nước chứa trong $20\,\ell$ rượu gạo $40^\circ$ là:
\[
m_n = D_n V_n = 997{,}60 \cdot 20 \cdot 10^{-3} = 11{,}964\,\mathrm{kg}.
\]
Xét sự trao đổi nhiệt giữa ethanol và nước, ta có:
\[
Q_{\text{toả}} = Q_{\text{thu}} \;\;\Rightarrow\;\; m_n c_n (t_n - 45) = m_e c_e (45 - 35).
\]
\[
11{,}964 \cdot 4200 \cdot (t_n - 45) = 6{,}312 \cdot 2440 \cdot 10
\]
\[
t_n = \frac{106337}{20937} \approx 48^\circ\mathrm{C}.
\]
Lời giải
|
|
Nội dung |
Đúng |
Sai |
|
a |
Nhiệt độ cân bằng của hệ khi trộn mẫu T với mẫu S là $28^\circ$C.
|
Đ |
|
|
b |
Nhiệt độ cân bằng của hệ khi trộn cả ba mẫu là $27^\circ$C.
|
Đ |
|
|
c |
Nếu nhân viên pha thêm một mẫu sữa tươi nữa vào hỗn hợp thì nhiệt độ cân bằng của hệ lúc này là $28^\circ$C.
|
Đ |
|
|
d |
Biết nhiệt dung riêng của nước trà đen là $c_T = 4100\ \mathrm{J/(kg.K)}$, khối lượng của mẫu nước trà đen là $m_T = 0,08$ kg. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá và nhiệt dung riêng của nước lẫn lượt là $\lambda = 3,34.10^5\ \mathrm{J/kg}$ và $c_n = 4200\ \mathrm{J/(kg.K)}$. Nếu nhân viên tiếp tục thêm $0,3$ kg nước đá ở $0^\circ$C vào hỗn hợp ở câu c thì khi nhiệt độ của hỗn hợp giảm còn $8^\circ$C, lượng nước đá đã tan hoàn toàn.
|
|
S |
Khi trộn mẫu T với mẫu D, ta có:
\[
m_Tc_T(24-22) = m_Dc_D(25-24) \Rightarrow 2m_Tc_T = m_Dc_D \tag{1}
\]
Khi trộn mẫu D với mẫu S, ta có:
\[
m_Dc_D(28-25) = m_Sc_S(30-28) \Rightarrow 3m_Dc_D = 2m_Sc_S \tag{2}
\]
Khi trộn mẫu T với mẫu S, ta có:
\[
m_Tc_T(t_1-22) = m_Sc_S(30-t_1) \tag{3}
\]
Từ (1), (2) và (3) suy ra $t_1 = 28^\circ$C.
b) ĐÚNG
Khi trộn 3 mẫu lại với nhau, ta có:
\[
m_Sc_S(30-t_2) = m_Tc_T(t_2-22) + m_Dc_D(t_2-25) \tag{4}
\]
Từ (1), (4) và (5) suy ra $t_2 = 27^\circ$C.
c) ĐÚNG
Khi nhân viên pha thêm một mẫu sữa tươi nữa vào hỗn hợp, ta có:
\[
(t_3-27)(m_Tc_T+m_Dc_D+m_Sc_S) = m_Sc_S(30-t_3) \tag{6}
\]
Từ (1), (4), (6) suy ra $t_3 = 28^\circ$C.
d) SAI
Khi nhân viên tiếp tục thêm 0,3 kg nước đá vào hỗn hợp, ta có:
\[
(28-8)(m_Tc_T+m_Dc_D+2m_Sc_S) = \lambda m + m c_n 8 \tag{7}
\]
Giải (7) ta được $m \approx 0,14\ \text{kg}$.
$\Rightarrow$ Lượng nước đá chưa tan hết.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
A. $\dfrac{13}{2} nRT$
B. $\dfrac{11}{2} nRT$
C. $\dfrac{9}{2} nRT$
D. $5 nRT$
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
A. $131{,}25\,\mathrm{J}$
B. $18{,}75\,\mathrm{J}$
C. $150\,\mathrm{J}$
D. $112{,}5\,\mathrm{J}$
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo