Đáp án:
a. Gọi khối lượng của nước là `m`, khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là `m_1` và
`c_1`. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là `t_{cb}` và số quả cầu thả vào nước là `N`
Ta có: Nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là: `Q_{tỏa} = Nm_1c_1(100 – t_{cb}) `
* Nhiệt lượng thu vào của nước là: `Q_{thu} = 4200m(t_{cb} –20)`
*Điều kiện cân bằng: `Q_{tỏa} = Q_{thu} \Rightarrow Nm_1c_1(100 –t_{cb}) = 4200m(t_{cb} –20)\ (1)`
*Khi thả quả cầu thứ nhất: `N = 1; t_{cb} = 40^{0}C`, ta có:
`1.m_1c_1(100– 40) = 4200m(40– 20)`
`⇒m1c1 = 1400m\ (2)`
Thay `(2)` và `(1)` ta được: `N.1400m(100– t_{cb}) = 4200m(t_{cb} –20)`
`⇒100N - Nt_{cb} = 3t_{cb} –60\ (*)`
* Khi thả thêm quả cầu thứ hai: `N = 2`, từ phương trình `(*)` ta được:
`200– 2t_{cb} = 3t_{cb} –60`
`⇒t_{cb} = 52^{0}C.`
Vây khi thả thêm quả cầu thứ hai thì nhiệt độ cân bằng của nước là `52^{0} C.`
* Khi thả thêm quả cầu thứ ba: `N = 3`, từ phương trình `(*)` ta được:
`300– 3t_{cb} = 3t_{cb} –60`
`⇒t_{cb} = 60^{0}C.`
Vây khi thả thêm quả cầu thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của nước là `60^{0} C.`
b. *Khi `t_{cb} = 90^{0} C`, từ phương trình `(*)` ta được:
`100N–90N = 270–60`
`⇒N = 21.`
Vậy cần thả 21 quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng là `90^{0} C.`
Đáp án`+`Giải thích các bước giải:
`a)` Gọi:
`+` Khối lượng của nước là `m`
`+` Khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là `m_1` và `c_1`
`+` Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là `t_{cb}`
`+` Số quả cầu thả vào nước là `N`
Ta có:
Nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là:
`Q_{tỏa} = N.m_1.c_1.(100 – t_{cb}) `
Nhiệt lượng thu vào của nước là:
`Q_{thu} = 4200.m.(t_{cb} –20)`
Lại có:
`Q_{thu} = Q_{tỏa} \Rightarrow N.m_1.c_1(100 –t_{cb}) = 4200.m.(t_{cb} –20)\ (1)`
Với `N = 1; t_{cb} = 40^{0}C`, ta có:
`1.m_1.c_1.(100– 40) = 4200.m.(40– 20)`
`=>m1.c1 = 1400m\ (2)`
Thay `(2)` và `(1)` ta có:
`N.1400.m.(100– t_{cb}) = 4200.m.(t_{cb} –20)`
`=>100.N - N.t_{cb} = 3.t_{cb} –60\ (3)`
Với `N = 2`, từ phương trình `(3)` ta có:
`200– 2.t_{cb} = 3.t_{cb} –60`
`=>t_{cb} = 52^{0}C`
Với `N = 3`, từ phương trình `(3)` ta có:
`300– 3.t_{cb} = 3.t_{cb} –60`
`=>t_{cb} = 60^{0}C`
`b)` Vì `t_{cb} = 90^{0} C`, từ phương trình `(3)` ta có:
`100N–90N = 270–60`
`=>N = 21`
`=>` Cần thả `21` quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng là `90^{0} C`
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 9 - Là năm cuối ở cấp trung học cơ sở, chúng ta sắp phải bước vào một kỳ thi căng thẳng và sắp chia tay bạn bè, thầy cô. Áp lực từ kỳ vọng của phụ huynh và tương lai lên cấp 3 thật là lớn, nhưng hãy tin vào bản thân và giữ vững sự tự tin!
Copyright © 2024 Giai BT SGK