Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 15 độ c vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100 độ c. Tính nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước và của đồng lần lượt là 4200J/kg.k, 380J/kg.k

Đáp án:

        $t_{cb} \approx 17^0C$

Giải thích các bước giải:

 $m_1 = 738g = 0,738kg$ 

$t_1 = 15^0C$ 

$m_2 = 100g = 0,1kg$ 

$m_3 = 200g = 0,2kg$ 

$t_3 = 100^0C$ 

$c_1 = 4200J/kg.K$ 

$c_2 = 380J/kg.K$ 

$-----------------$ 

$t_{cb} = ?$ 

Gọi nhiệt độ cân bằng của hệ là $t_{cb}$ 

Nhiệt lượng mà nước và nhiệt lượng kế thứ vào là: 

$Q_{thu} = (m_1c_1 + m_2c_2)\Delta t_1 = (0,738.4200 + 0,1.380)( t_{cb} - 15) = 3137,6t_{cb} - 47064$ 

Nhiệt lượng mà miếng đồng toả ra là: 

$Q_{toả} = m_3c_2\Delta t_2 = 0,2.380(100 - t_{cb}) = 7600 - 76t_{cb}$ 

Phương trình cân bằng nhiệt: 

$Q_{toả} = Q_{thu} \Rightarrow 7600 - 76t_{cb} = 3137,6t_{cb} - 47064 \Rightarrow t_{cb} \approx 17$ 

Vậy nhiệt độ cân bằng của hệ là: 

       $t_{cb} \approx 17^0C$