Gọi P1 là trọng lượng của miếng đồng, P2 là trọng lượng của nước bị miếng đồng chiếm chỗ ở đáy hồ.

Ta có: P1 = V.d1 và P2 = V.d2

Công do trọng lực tác dụng lên miếng đồng thực hiện được khi miếng đồng rơi từ mặt hồ xuống đáy hồ là:

A1 = P1.h = 10.m1.h

Công này một phần dùng để đưa lượng nước miếng đồng chiếm chỗ từ đáy hồ lên mặt hồ, một phần làm tăng nhiệt của miếng đồng do ma sát với nước.

Gọi A2 là công dùng để đưa nước lên:

Nhiệt lượng miếng đồng nhận được:

Q= m1.c1.(t2-t1)= 5.380.(150-100)= 95000(J)

Với nhiệt lượng đó có thể làm 5 lít nước nóng thêm :

Q=m2.c2.\(\Delta t2\) 

<=> 95000=5.4200.\(\Delta t2\)

<=>\(\Delta t2\) = 4,524(độ)

=> Nóng thêm khoảng 4,524 độ C

Theo Phương trình cần bằng nhiệt ta có:

Q_Cu = Q_nc

=> m_Cu.c_Cu. (t₁ - t₂) = m_nc.c_nc. (t₂ - t₃)

=> m_Cu. 380. (90 - 22) = 2.4200.(22 - 20)

=> m _Cu = 0,65 (kg)

gọi nhiệt độ cân bằng nhiệt là t (độ C)

nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra : Q tỏa=0,5.380.(90-t) (J)

nhiệt lượng nước thu vào : Q thu=2.4200.(t-20)(J)

có Qthu=Q tỏa=>0,5.380.(90-t)=2.4200.(t-20)

<=>17100-190t=8400t-168000<=>-8590t=-185100<=>t\(\approx\)21,5 độ C

vậy nhiệt độ cân bằng nhiệt là 21,5 độ C

Tóm tắt:

\(m_1=0,3kg\)

\(m_2=600g=0,6kg\)

\(t_1=90^oC\)

\(t=40^oC\)

\(\Rightarrow\Delta t_1=t_1-t=90-40=50^oC\)

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

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

===========

\(\Delta t_2=?^oC\)

Nhiệt lượng của miếng đồng tỏa ra là:

\(Q_1=m_1.c_1.\Delta t_1=0,3.380.50=5700J\)

Nhiệt lượng mà nước thu vào:

\(Q_2=m_2.c_2.\Delta t_2\)

Nhiệt lượng của miếng đồng tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào: 

\(Q_1=Q_2\)

\(\Leftrightarrow5700=m_2.c_2.\Delta t_2\)

\(\Leftrightarrow\Delta t_2=\dfrac{5700}{m_2.c_2}\)

\(\Leftrightarrow\Delta t_2=\dfrac{5700}{0,6.4200}\approx2,3^oC\)

Ta có : \(Q=mc\Delta t\)

\(\Rightarrow c=\dfrac{Q}{m\Delta t}=\dfrac{114000}{10.30}=380\left(J/Kg.k\right)\)

=> Kim loại đó là đồng .

\(Q=m\cdot c\cdot\Delta t=114000\left(J\right)\)

\(\Rightarrow c=\dfrac{114\cdot1000}{10\cdot30}=380\left(\dfrac{J}{kg\cdot K}\right)\)

\(\Rightarrow C\)

Chu kì dao động riêng của con lắc trong không khí và trong chân không được xác định bởi:

Thay các giá trị vào biểu thức, ta tìm được:

Vậy nhiệt độ của hộp chân không là 17,5⁰ C.

Đáp án D