Câu hỏi:

18/04/2026 112 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

Đáp án:

7,75

Khi thanh \(MN\) chuyển động xuống dưới với vận tốc \(v\), trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng:

\(e = BLv\).

Tụ điện được tích điện nên điện tích trên tụ là \(q = Ce = CBLv\).

Dòng điện trong mạch: \(i = \frac{{dq}}{{dt}} = CBL\frac{{dv}}{{dt}} = CBLa\).

Lực từ tác dụng lên thanh có độ lớn: \({F_t} = BIL = B \cdot (CBLa) \cdot L = C{B^2}{L^2}a\).

Lực này hướng lên trên, cản trở chuyển động.

Chọn chiều dương hướng xuống. Khi đó phương trình động lực học là:

\(mg - {F_{ms}} - {F_t} = ma\),hay \(mg - {F_{ms}} - C{B^2}{L^2}a = ma\).

Suy ra \(a = \frac{{mg - {F_{ms}}}}{{m + C{B^2}{L^2}}}\).

Thay số: \(m = 0,02,kg\), \(L = 0,5,m\), \(C = 100\mu F = {10^{ - 4}},F\), \(B = 0,5,T\), \({F_{ms}} = 0,045,N\).

Ta có \(mg = 0,02 \cdot 10 = 0,2,N\),

\(C{B^2}{L^2} = {10^{ - 4}} \cdot {(0,5)^2} \cdot {(0,5)^2} = 6,25 \cdot {10^{ - 6}}\).

Do đó \(a = \frac{{0,2 - 0,045}}{{0,02 + 6,25 \cdot {{10}^{ - 6}}}} = \frac{{0,155}}{{0,02000625}} \approx 7,75,m/{s^2}\).