Nhiệt độ cuối cùng của hệ khi cân bằng nhiệt là:
\(Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=0\)

\(=m_1c_1\left(t-t_1\right)+m_2c_2\left(t-t_2\right)+m_3c_3\left(t-t_3\right)+m_4c_4\left(t-t_4\right)=0\)

\(=1.380.\left(t-100\right)+0,5.880.\left(t-50\right)+0,4.460.\left(t-40\right)+2.4200.\left(t-40\right)=0\)

\(=380\left(t-100\right)+440\left(t-50\right)+184\left(t-40\right)+8400\left(t-40\right)=0\)

\(=380t-38000+440t-22000+184t-7360+8400t-336000=0\)

\(=9404t-403360=0\)

\(\Leftrightarrow9404t=403360\)

\(\Leftrightarrow t=\dfrac{403360}{9404}\approx43^oC\)

Tóm tắt:

\(t_1=90^oC\)

\(m_2=1kg\)

\(t_2=20^oC\)

\(t=30^oC\)

\(\Rightarrow\Delta t_1=60^oC\)

\(\Delta t_2=10^oC\)

\(c_1=380J/kg.K\)

\(c_2=4200J/kg.K\)

=============

\(m_1=?kg\)

Khối lượng của đồng:

Theo pt cân bằng nhiệt:

\(Q_1=Q_2\)

\(\Leftrightarrow m_1c_1.\Delta t_1=m_2c_2\Delta t_2\)

\(\Leftrightarrow m_1=\dfrac{m_2c_2\Delta t_2}{c_1\Delta t_1}\)

\(\Leftrightarrow m_1=\dfrac{1.4200.10}{380.60}\approx1,84kg\)

Khối lượng của quả cầu là:

Theo ptcb nhiệt:

\(Q_1=Q_2\\ \Leftrightarrow m_1.c_1.\left(t_1-t\right)=m_2.c_2.\left(t-t_2\right)\\ \Leftrightarrow m_1.380.\left(90-30\right)=1.4200.\left(30-20\right)\\ \Leftrightarrow22800m_1=42000\\ \Leftrightarrow m_1\approx1,8kg\)

Câu 1:

a.

Nhiệt độ ngay khi cân bằng nhiệt: 

\(t_1-t=260^0C-50^0C=210^0C\)

b.

Nhiệt lượng nước thu vào: 

\(Q_{thu}=mc\left(t-t_1\right)=2\cdot4200\cdot\left(50-20\right)=252000\left(J\right)\)

c. 

Cân bằng nhiệt: \(Q_{toa}=Q_{thu}=252000\left(J\right)\)

\(\Leftrightarrow252000=m\cdot460\cdot210=96600m\)

\(\Leftrightarrow m\approx2,6\left(kg\right)\)

Câu 2:

a.

Nhiệt lượng nước thu vào:

\(Q_{thu}=mc\left(t-t_1\right)=0,47\cdot4200\cdot\left(25-20\right)=9870\left(J\right)\)

b. 

Cân bằng nhiệt: \(Q_{toa}=Q_{thu}=9870\left(J\right)\)

\(\Leftrightarrow0,15\cdot880\cdot\left(t_1-25\right)=9870\)

\(\Leftrightarrow132t-3300=9870\)

\(\Leftrightarrow t\approx99,8^0C\)

Tóm tắt

\(m_1=0,2kg\\ t_1=100^o\\ t_2=20^o\\ t_{cb}=27^o\\ c_1=880\\ c_2=4200\\ -----\\ Q_{toả}=?\\ m_n=?\)

Giải

Nhiệt lượng toả ra 

\(Q_{toả}=0,2.880\left(100-27\right)=12848J\)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt

\(Q_{thu}=Q_{toả}\\ m_n4200\left(27-20\right)=12848\\ \Rightarrow m_n=0,437kg\)

Ta có

\(Q_{thu}=Q_{tỏa}\\ \Leftrightarrow m_1c_1\Delta t=m_2c_2\Delta t\\ \Leftrightarrow m_1.4200\left(30-25\right)=0,3.880\left(100-30\right)\\ \Leftrightarrow m_1.2100=18480\\ \Rightarrow m_1=8,8\left(kg\right)\)

Tóm tắt:

\(m_1=400g=0,4kg\)

\(m_2=1,5kg\)

\(t_2=25^oC\)

\(t_1=150^oC\)

\(t=30^oC\)

\(c_1=880J/kg.K\)

\(c_2=4200J/kg.K\)

========

a) \(Q_1=?J\)

b) \(m_3=?kg\)

Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra: 

\(Q_1=m_3.c_1.\left(t_1-t\right)=m_3.880.\left(150-30\right)=105600m_3\left(J\right)\)

Nhiệt lượng nước thu vào:

\(Q_2=\left(m_1c_1+m_2c_2\right)\left(t-t_2\right)=\left(0,4.880+1,5.4200\right)\left(30-25\right)=33260J\)

Khối lượng của quả cầu:

Theo pt cân bằng nhiệt:

\(Q_1=Q_2\)

\(\Leftrightarrow105600m_3=33260\) 

\(\Leftrightarrow m_3=\dfrac{33260}{105600}\approx0,3\left(kg\right)\)

Nhiệt lượng toả ra

\(Q_{toả}=0,5.880\left(100-30\right)=30,8kJ\)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt 

\(Q_{toả}=Q_{thu}\\ 30800=m_{H_2O}4200\left(30-25\right)\\ \Rightarrow m_{H_2O}=1,46kg\)