Câu hỏi:

18/04/2026 10 Lưu

Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa \(5\) lít nước ở nhiệt độ t1=60°C, bình thứ hai chứa \(1\) lít nước ở nhiệt độ t2=20°C. Đầu tiên rót một phần nước ở bình thứ nhất sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai đã đạt được cân bằng nhiệt, người ta lại rót từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước để cho dung tích nước ở hai bình lại bằng dung tích ban đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nước trong bình thứ nhất hạ xuống còn t3=59°C. Bỏ qua nhiệt dung riêng của bình, coi nhiệt lượng thoát ra môi trường không đáng kể. Cho khối lượng riêng của nước là \({10^3},kg/{m^3}\). Khối lượng nước mỗi lần rót là bao nhiêu kilôgam? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

0,14

Vì khối lượng riêng của nước là \({10^3},kg/{m^3}\), nên \(1\) lít nước có khối lượng \(1,kg\).

Gọi khối lượng nước rót mỗi lần là \(x,kg\).

Ban đầu:

  • bình 1 có \(5,kg\) nước ở 60°C,
  • bình 2 có \(1,kg\) nước ở 20°C.

Sau khi rót \(x,kg\) từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là \(t\).

Theo phương trình cân bằng nhiệt trong bình 2: \(x(60 - t) = 1(t - 20)\).

Suy ra \(60x - xt = t - 20\), nên \(t = \frac{{60x + 20}}{{x + 1}}\).

Lúc này bình 1 còn \(5 - x\) kg nước ở 60°C.

Tiếp theo rót từ bình 2 về bình 1 đúng \(x,kg\) nước ở nhiệt độ \(t\), để bình 1 trở lại đủ \(5,kg\). Nhiệt độ cuối cùng của bình 1 là 59°C.

Khi đó:

\((5 - x) \cdot 60 + x \cdot t = 5 \cdot 59\).

Thay \(t = \frac{{60x + 20}}{{x + 1}}\) vào:

\((5 - x) \cdot 60 + x \cdot \frac{{60x + 20}}{{x + 1}} = 295\).

Ta có: \(300 - 60x + \frac{{x(60x + 20)}}{{x + 1}} = 295\),

\( - 60x + \frac{{x(60x + 20)}}{{x + 1}} = - 5\).

Nhân với \(x + 1\):

\( - 60x(x + 1) + x(60x + 20) = - 5(x + 1)\).

Khai triển:

\( - 60{x^2} - 60x + 60{x^2} + 20x = - 5x - 5\),

\( - 40x = - 5x - 5\),

\( - 35x = - 5\),

\(x = \frac{1}{7} \approx 0,142857\) kg.

Làm tròn đến hàng phần trăm: \(0,14\) kg.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện \(I\) chạy qua dây.

Đúng
Sai

b. Số chỉ của cân thay đổi là do lực từ tác dụng trực tiếp lên đĩa cân làm nén lò xo của cân.

Đúng
Sai

c. Nếu đổi chiều dòng điện chạy qua dây dẫn \(CD\) và tăng cường độ dòng điện lên thành \(I' = 3,A\) thì số chỉ của cân sẽ giảm \(6,g\) so với giá trị \(m\) ban đầu.

Đúng
Sai

d. Độ lớn cảm ứng từ \(B\) của nam châm dùng trong thí nghiệm bằng \(0,196,T\).

Đúng
Sai

Lời giải

a) Đúng.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có độ lớn: \(F = BIL\sin \alpha \).

Ở đây dây dẫn vuông góc với từ trường nên α=90°, do đó: \(F = BIL\).

Vì \(B\) và \(L\) không đổi nên \(F\) tỉ lệ thuận với \(I\).

b) Sai.

Lực từ tác dụng trực tiếp lên đoạn dây dẫn \(CD\), không tác dụng trực tiếp lên đĩa cân.

Do định luật III Newton, dây dẫn tác dụng ngược lại lên nam châm một lực cùng độ lớn, ngược chiều. Chính lực này truyền xuống cân nên số chỉ của cân thay đổi.

c) Đúng.

Khi \(I = 2,A\), số chỉ cân tăng thêm \(4,g\), tức là lực từ tương ứng với trọng lượng của \(4,g\).

Nếu đổi chiều dòng điện thì lực từ đổi chiều, nên số chỉ cân sẽ chuyển từ tăng sang giảm.

Vì lực từ tỉ lệ thuận với \(I\), khi tăng dòng điện từ \(2,A\) lên \(3,A\) thì độ biến thiên số chỉ cân là:

\(\Delta m' = 4 \cdot \frac{3}{2} = 6,g\).

Do đã đổi chiều dòng điện nên số chỉ của cân sẽ giảm \(6,g\) so với giá trị ban đầu.

d) Đúng.

Độ tăng trọng lượng mà cân đo được là: \(F = \Delta m \cdot g = 0,004 \cdot 9,8 = 0,0392,N\).

Mà: \(F = BIL\).

Suy ra: \(B = \frac{F}{{IL}} = \frac{{0,0392}}{{2 \cdot 0,1}} = 0,196,T\).

Vậy khẳng định đã cho là đúng.

Lời giải

Ở quá trình \(1 \to 2\) đẳng tích nên \({Q_{12}} = \Delta {U_{12}}\).

Ta có \(\Delta {U_{12}} = \frac{3}{2}nR({T_2} - {T_1})\).

Vì \({T_2} = 4{T_1}\), \(n = 1\) nên \(5983,2 = \frac{3}{2}R(4{T_1} - {T_1}) = \frac{9}{2}R{T_1}\).

Suy ra \({T_1} = \frac{{5983,2}}{{\frac{9}{2} \cdot 8,31}} = 160,K\).

Do đó \({T_2} = 4{T_1} = 640,K\).

Vì trạng thái \(1\) và \(2\) cùng thể tích nên gọi thể tích đó là \({V_1} = {V_2}\).

Quá trình \(3 \to 1\) có \(p\) tỉ lệ thuận với \(V\), nên \(\frac{{{p_1}}}{{{V_1}}} = \frac{{{p_3}}}{{{V_3}}}\).

Mặt khác, trên đường này: \(T\~pV\~{V^2}\).

Vì \({T_3} = {T_2} = 4{T_1}\) nên \(\frac{{{T_3}}}{{{T_1}}} = \frac{{V_3^2}}{{V_1^2}} = 4\),

suy ra \({V_3} = 2{V_1}\).

Do \(p\~V\) trên đoạn \(3 \to 1\), nên \({p_3} = 2{p_1}\).

Lại có \({T_2} = {T_3}\), nên theo phương trình trạng thái khí lí tưởng: \({p_2}{V_2} = {p_3}{V_3}\).

Suy ra \({p_2}{V_1} = (2{p_1})(2{V_1}) = 4{p_1}{V_1}\),

Nên \({p_2} = 4{p_1}\).

Bây giờ tính công từng quá trình.

Quá trình \(1 \to 2\) đẳng tích nên \({A_{12}} = 0\).

Quá trình \(2 \to 3\) là đoạn thẳng trên đồ thị \(p - V\), nên \({A_{23}} = \frac{{{p_2} + {p_3}}}{2}({V_3} - {V_2})\)

\( = \frac{{4{p_1} + 2{p_1}}}{2}(2{V_1} - {V_1}) = 3{p_1}{V_1}\).

Quá trình \(3 \to 1\) có phương trình dạng \(p = \frac{{{p_1}}}{{{V_1}}}V\).

Do đó \({A_{31}} = \int_{{V_3}}^{{V_1}} p ,dV = \int_{2{V_1}}^{{V_1}} {\frac{{{p_1}}}{{{V_1}}}} V,dV = \frac{{{p_1}}}{{{V_1}}}\left[ {\frac{{{V^2}}}{2}} \right]_{2{V_1}}^{{V_1}} = - \frac{3}{2}{p_1}{V_1}\).

Vậy công trong cả chu trình là \(A = {A_{12}} + {A_{23}} + {A_{31}} = 0 + 3{p_1}{V_1} - \frac{3}{2}{p_1}{V_1} = \frac{3}{2}{p_1}{V_1}\).

Mà \({p_1}{V_1} = nR{T_1} = 1 \cdot 8,31 \cdot 160 = 1329,6,J\).

Suy ra \(A = \frac{3}{2} \cdot 1329,6 = 1994,4,J\).

Làm tròn đến hàng đơn vị: \(1994,J\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 7

a. Dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây là dòng điện một chiều.

Đúng
Sai

b. Từ thông qua khung dây biến thiên theo thời gian gây ra suất điện động cảm ứng trong khung dây.

Đúng
Sai

c. Từ thông cực đại qua khung dây đạt giá trị là \(1,Wb\).

Đúng
Sai

d. Suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong khung dây có giá trị bằng \(31,4,V\).

Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP