Bài 4.6 SBT Vật lý 12 - Kết nối tri thức: Nếu người ta sử dụng nước máy có nhiệt độ 25 °C thì nhiệt độ nước ấm sẽ là bao nhiêu?...

Để diệt trừ các bào tử nấm và kích thích quá trình nảy mầm của hạt giống lúa, có người nông dân đã sử dụng một kinh nghiệm dân gian là ngâm chúng vào trong nước ấm theo công thức “hai sôi, ba lạnh”. Tức là nước ấm sẽ được tạo ra bằng cách pha hai phần nước sôi với ba phần nước lạnh.

1. Khi ta không có dụng cụ đo được nhiệt độ T_L của nước lạnh hãy sử dụng công thức 4.1 trong SGK để xác định mối liên hệ giữa nhiệt độ của nước ấm và T_L.

2. Hãy xác định nhiệt độ nước ấm pha được khi nước lạnh được múc từ giếng sâu có nhiệt độ luôn bằng 20 °C.

3. Nếu người ta sử dụng nước máy có nhiệt độ 25 °C thì nhiệt độ nước ấm sẽ là bao nhiêu?

Vận dụng kiến thức về nhiệt

1. Gọi nhiệt độ nước ấm là T_A, khối lượng của một phần nước là m. Áp dụng công thức (4.1 SGK) ta thấy để 3 phần nước lạnh tăng nhiệt độ từ T_L lên T_A cần một nhiệt lượng bằng: \({Q_1} = 3mc({T_A} - {T_L})\)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng toả ra khi 2 phần nước sôi giảm nhiệt độ về T_A cũng chính bằng nhiệt lượng cần cung cấp cho chúng từ nhiệt độ T_L đến nhiệt độ sôi, và bằng: \({Q_2} = 2mc(100-{T_A}).\)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, Q₁ sẽ bằng Q₂ nên ta có:

\(3mc({T_A} - {T_L}) = 2mc(100-{T_A})\)

Do đó \({T_A} = \frac{{200 + 3{T_L}}}{5}\)

2. Áp dụng với \({T_L} = 20^\circ C\) ta tính được \({T_A} = 52^\circ C.\)

3. Áp dụng với \({T_L} = 25^\circ C\) ta tính được \({T_A} = 55^\circ C.\)