Một bình hình trụ có bán kính đáy R1= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t1= 20oC. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R2= 10cm ở nhiệt độ t2= 40oC vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu.
Cho khối lượng riêng của nước D1= 1000kg/m3 và của nhôm D1= 2700kg/m3, nhiệt dung riêng của nước C1= 4200J/kg.K và của nhôm C2= 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.
a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.
b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3= 15oC vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D3= 800kg/m3 và C3= 2800J/kg.K.
Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình?