Pha một lượng nước ở \({80^0}C\) vào bình chứa \(9lit\) nước đang ở nhiệt độ \({22^0}C\). Nhiệt độ cuối cùng khi có sự cân bằng nhiệt là \({36^0}C\). Lượng nước đã pha thêm vào bình là:
Trả lời bởi giáo viên
Đổi đơn vị: \(9l\) nước ứng với \(9kg\)
Ta có:
Nhiệt độ cân bằng của nước pha là: \(t = {36^0}C\)
Nước ở \({80^0}C\) : \(\left\{ \begin{array}{l}{m_1} = ?\\c\\{t_1} = {80^0}C\end{array} \right.\)
Nước ở \({22^0}C\) : \(\left\{ \begin{array}{l}{m_2} = 9kg\\c\\{t_2} = {22^0}C\end{array} \right.\)
+ Nhiệt lượng mà nước ở \({80^0}C\) tỏa ra là: \({Q_1} = {m_1}c\left( {{t_1} - t} \right)\)
+ Nhiệt lượng mà nước ở \({22^0}C\) nhận được là: \({Q_2} = {m_2}c\left( {t - {t_2}} \right)\)
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\(\begin{array}{l}{Q_1} = {Q_2} \leftrightarrow {m_1}c\left( {{t_1} - t} \right) = {m_2}c\left( {t - {t_2}} \right)\\ \leftrightarrow {m_1}\left( {{t_1} - t} \right) = {m_2}\left( {t - {t_2}} \right)\\ \leftrightarrow {m_1}\left( {80 - 36} \right) = 9\left( {36 - 22} \right)\\ \to {m_1} = 2,86kg\end{array}\)
Vậy phải pha \(2,86kg\) hay \(2,86lit\) nước ở \({80^0}C\) vào bình chứa \(9lit\) nước đang ở nhiệt độ \({22^0}C\) để thu được nước ở nhiệt độ \({36^0}C\).
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)