Một người pha chế một mẫu trà sữa bằng cách trộn các mẫu chất lỏng với nhau

❮ Bài trước Bài sau ❯

Một người pha chế một mẫu trà sữa bằng cách trộn các mẫu chất lỏng với nhau: nước trà đen (mẫu A), nước đường nâu (mẫu B) và sữa tươi (mẫu C). Các mẫu chất lỏng này chỉ trao đổi nhiệt lẫn nhau mà không gây ra các phản ứng hoá học. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Nhiệt độ trước khi trộn của mẫu A, mẫu B và mẫu C lần lượt là 12 °C, 19 °C và 28 °C. Biết rằng:

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học - Chân trời sáng tạo

Bài 3.8 (VD) trang 16 Sách bài tập Vật Lí 12: Một người pha chế một mẫu trà sữa bằng cách trộn các mẫu chất lỏng với nhau: nước trà đen (mẫu A), nước đường nâu (mẫu B) và sữa tươi (mẫu C). Các mẫu chất lỏng này chỉ trao đổi nhiệt lẫn nhau mà không gây ra các phản ứng hoá học. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Nhiệt độ trước khi trộn của mẫu A, mẫu B và mẫu C lần lượt là 12 °C, 19 °C và 28 °C. Biết rằng:

– Khi trộn mẫu A với mẫu B với nhau thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 16 °C.

– Khi trộn mẫu B với mẫu C với nhau thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 23 °C.

a) Tìm nhiệt độ cân bằng của hệ khi trộn mẫu A với mẫu C.

b) Tìm nhiệt độ cân bằng khi trộn cả ba mẫu.

c) Nếu người này pha thêm một mẫu nước trà đen nữa vào hỗn hợp ba mẫu ở câu b thì nhiệt độ cân bằng của hệ lúc này là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Ta có:

$m_{A} c_{A} (16 - 12) = m_{B} c_{B} (19 - 16) \Rightarrow 4 m_{A} c_{A} = 3 m_{B} c_{B}$ (1)

$m_{B} c_{B} (23 - 19) = m_{C} c_{C} (28 - 23) \Rightarrow 5 m_{C} c_{C} = 4 m_{B} c_{B}$ (2)

Từ (1) và (2), ta được: $16 m_{A} c_{A} = 15 m_{C} c_{C}$ (3)

Gọi $t_{1}$ là nhiệt độ cân bằng khi trộn mẫu A với mẫu C, ta có:

$m_{A} c_{A} (t_{1} - 12) = m_{C} c_{C} (28 - t_{1})$ (4)

Thay (3) vào (4), ta tính được: $t_{1} = 20, 26^{°} C .$

b) Gọi $t_{2}$ là nhiệt độ cân bằng khi trộn cả ba mẫu với nhau, ta có:

$m_{A} c_{A} (t_{2} - 12) + m_{B} c_{B} (t_{2} - 19) = m_{C} c_{C} (28 - t_{2})$

Ta tính được: $t_{2} = 19, 76^{°} C .$

c) Tương tự, gọi $t_{3}$ là nhiệt độ cân bằng của hệ lúc này, ta có:

$2 m_{A} c_{A} (t_{3} - 12) + m_{B} c_{B} (t_{3} - 19) = m_{C} c_{C} (28 - t_{3})$

Ta tính được: $t_{3} = 18^{°} C .$

Lời giải SBT Vật Lí 12 Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯

SBT Vật Lí 12 Chân trời

Một người pha chế một mẫu trà sữa bằng cách trộn các mẫu chất lỏng với nhau

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học - Chân trời sáng tạo

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: