Đáp án:
\(\frac{1}{7}\) lít
Giải thích các bước giải:
Xét từ đầu đến cuối quá trình: bình 1 tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ, bình 2 nhận nhiệt để tăng nhiệt độ.
Độ tăng nhiệt độ của bình 2 là:
$ \begin{array}{l} {{Q}_{toa}}={{Q}_{thu}} \\ \Rightarrow {{c}_{1}}{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}={{c}_{2}}{{m}_{2}}\Delta {{t}_{2}} \\ \Rightarrow \Delta {{t}_{2}}=\dfrac{{{c}_{1}}{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{c}_{2}}{{m}_{2}}}=\dfrac{{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{m}_{2}}} \end{array} $
Nhiệt độ lúc sau của bình 2 là: $ {{t}_{2}}'={{t}_{2}}+\Delta {{t}_{2}}={{t}_{2}}+\dfrac{{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{m}_{2}}} $
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần đổ đầu tiên:
$ \begin{array}{l} {{Q}_{toa}}={{Q}_{thu}} \\ \Rightarrow {{c}_{1}}\Delta {{m}_{1}}({{t}_{1}}-{{t}_{2}}')={{c}_{2}}{{m}_{2}}\Delta {{t}_{2}} \\ \Rightarrow {{c}_{1}}\Delta {{m}_{1}}({{t}_{1}}-{{t}_{2}}-\dfrac{{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{m}_{2}}})={{c}_{1}}{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}} \\ \Rightarrow \Delta {{m}_{1}}=\dfrac{{{c}_{1}}{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{c}_{1}}({{t}_{1}}-{{t}_{2}}-\dfrac{{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{m}_{2}}})} \\ \Rightarrow \Delta {{m}_{1}}={{m}_{1}}\dfrac{\Delta {{t}_{1}}}{{{t}_{1}}-{{t}_{2}}-\dfrac{{{m}_{1}}\Delta {{t}_{1}}}{{{m}_{2}}}}=5\dfrac{1}{60-20-\dfrac{5.1}{1}}=\dfrac{1}{7}lit \end{array} $