Câu hỏi:

13/07/2024 69,551 Lưu

Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 = 20cm chứa nước ở nhiệt độ t1 = 20oC đặt trên mặt bàn nằm ngang. Người ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R2 = 10cm ở nhiệt độ t2 = 40oC vào bình thì mực nước ngập chính giữa quả cầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu với bình và môi trường; cho biết khối lượng riêng của nước là D1 = 1000 kg/m3 và của nhôm là D2 = 2700 kg/m3; nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200 J/kg. K và của nhôm là c2 = 880 J/kg.K

a, Tìm nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt

b, Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 = 150C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng của dầu là D3 = 800 kg/m3, nhiệt dung riêng của dầu là c3 = 2800 J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, dầu, quả cầu với bình và môi trường. Hãy xác định nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình

Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là Vc43πRc3, thể tích hình trụ là Vtr=πRtr2h lấy π = 3,14

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

a, Thể tích chất lỏng trong bình 

Khối lượng của bình là : 

Thay số ta được m1 = 10,47kg

Khối lượng của quả cầu : 

Từ điều kiện của bài toán cho, ta có phương trình cân bằng nhiệt

m1c1(t - t1) = m2c2(t - t2) với t là nhiệt đôi hỗn hợp khi cân bằng

Do đó, ta có nhiệt độ khi cân bằng là  thay số t ≈ 23,7oC

b, Do thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là  thay số ta được m3 ≈ 8,38kg

Khi cân bằng nhiệt ta được nhiệt độ của hệ là tx.

Phương trình cân bằng nhiệt 

Thay số tx ≈ 21,06oc

Áp lực của quả cầu lên đáy bình: 

Thay số: F ≈ 75N

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

a, Vận tốc của tàu A là vA = v + u, của tàu B là: vB = v – u

Thời gian để hai tàu gặp nhau là: , đó cũng là thời gian xuồng máy chuyển động.

b, Vận tốc xuồng máy khi xuôi dòng là: Vx = V + u

Vận tốc xuồng máy khi ngược dòng là: Vn = V - u

Theo sơ đồ trên ta có:

AB1 = A1B+ AA1

A1B2 = A2B2 + A1A2 ..............

⟹ (AB1 + A1B2 +............) = (A1B1 + A2B2 + .......) + (AA1 + A1A2 +.......)

Với

AB1 + A1B2 +................: là tổng quãng đường sx xuồng máy đi xuôi dòng.

A1B1 + A2B2 + ............: là tổng quãng đường sn xuồng máy đi xuôi dòng.

AA1 + A1A2 +.................: là tổng quãng đường sA tàu thuỷ A đi được.

Có sx = sn + sA (1) trong đó  (2)

Gọi tx là tổng thời gian xuồng máy đi xuôi dòng, tn là tổng thời gian xuồng máy đi ngược dòng thì: t = tx + tn

(3)

Thay (1) ; (2) vào (3) thì:

(4)

Trường hợp xuồng máy xuất phát từ B thì ta thay u bởi - u trong công thức (4) tổng quãng đường là: 

Lời giải

1.a, + Mạch gồm : (RCM // RCN ) nt R1 nt Rđ

Đặt RCM = x thì RCN = 20 – x với 

+ Ampe kế chỉ 1A 

+ Giải phương trình ta được x = 10W hoặc x = –8 (loại)

+ Vậy con chạy C ở chính giữa biến trở thì ampe kế chỉ 1A

b, Với x = 10Ω ta có

Số chỉ của vôn kế là: UV = UAB – UĐ = 18 – 4 = 14(V)

c, Công suất định mức của đèn là:

2. Đặt 

Công suất tiêu thụ trên biến trở là:

Áp dụng BĐT côsi ta có: 

Dấu "=" xảy ra khi 

Vậy con chạy C ở vị trí sao cho RCM = 5,5Ω hoặc RCM = 14,5Ω thì công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại, giá trị cực đại bằng 20,25W.

Cường độ dòng điện trong mạch lúc đó là:

Đèn sáng hơn bình thường

3. 

Vậy con chạy C chỉ được di chuyển trong khoảng sao cho điện trở của đoạn CM có giá trị từ 4,5Ω đến 15,5Ω