- Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra để nguội đi từ 80⁰C xuống t⁰C:

Q₁ = m₁.C₁.(t₁ - t) = 0,4. 380. (80 - t) (J)

- Nhiệt lượng nước thu vào để nóng lên từ 18⁰C đến t⁰C:

Q₂ = m₂.C₂.(t - t₂) = 0,25. 4200. (t - 18) (J)

Theo phương trình cân bằng nhiệt:

Q₁ = Q₂

\(\Leftrightarrow\)0,4. 380. (80 - t) = 0,25. 4200. (t - 18)

\(\Leftrightarrow\)t ≈ 26⁰C

Vậy nhiệt độ xảy ra cân bằng là 26⁰C.

Tóm tắt : 

Đồng                                                    Nước 

m₁ = 0,5 kg                                      t₁ = 25^oC

t₁ = 160^oC                                       t₂ = 60^oC

t₂ = 60^oC                                          c₂ = 4200 J/kg.K

c₁ = 380 J/kg.K                                 Q₂ = ?

                                                          m₂ = ?

Giải 

a. Nhiệt lượng của đồng tỏa ra là

\(Q_{tỏa}=m_1.c_1.\left(t_1-t_2\right)=0,5.380.\left(160-60\right)=19000\left(J\right)\)

Nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt là

\(\Delta t=\left(t_2-t_1\right)=60-25=35^0C\)

b.Ta có : Q_tỏa = Q_thu

Nhiệt lượng của nước thu vào là

\(Q_{thu}=19000\left(J\right)\)

c. Khối lượng của nước là

\(m_2=\dfrac{Q_{thu}:\Delta t}{c_2}=\dfrac{19000:35}{4200}\approx0,13\left(kg\right)\)

Gọi nhiệt độ cân bằng của hệ là \(t^oC\).

Nhiệt lượng đồng tỏa ra:

\(Q_{tỏa}=m_1c_1\left(t_1-t\right)=0,0008\cdot380\cdot\left(100-t\right)J\)

Nhiệt lượng nước thu vào:

\(Q_{thu}=m_2c_2\left(t-t_2\right)=1,5\cdot4200\cdot\left(t-50\right)J\)

Cân bằng nhiệt: \(Q_{thu}=Q_{tỏa}\)

\(\Rightarrow0,0008\cdot380\cdot\left(100-t\right)=1,5\cdot4200\cdot\left(t-50\right)\Rightarrow t=50,002^oC\)

a)Nhiệt độ của đồng ngay sau khi cân bằng nhiệt là:

   \(t_1=100^oC-50,002^oC\approx50^oC\)

b)Nhiệt lượng nước thu vào:

   \(Q_{thu}=1,5\cdot4200\cdot\left(50,002-50\right)=15,2J\)

c)Nước nóng thêm thêm \(\Delta t=50,002-50=0,002^oC\)

ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q_tỏa=Q_thu

⇔228(100-30)= 10500 (30-t₂)

⇔t₂= 28,48

Theo PTCBN:

Q(thu)= Q(tỏa)

<=> m1.c1.(t-t1)=m2.c2.(t2-t)

<=> 2,5.4200.(t-30)=0,6.380.(100-t)

<=> 10500t+228t=22800+315000

<=> 10728t=337800

<=>t=31,5^oC

=> Nước nóng thêm 1,5 độ C

Khối lượng nước: \(m_2=DV=1000\cdot\dfrac{0,25}{1000}=0,25\left(kg\right)\)

Phương trình cân bằng nhiệt: \(Q_1=Q_2\Leftrightarrow m_1c_1\left(t_1-t\right)=m_2c_2\left(t-t_2\right)\)

\(\Rightarrow t=\dfrac{m_1c_1t_1+m_2c_2t_2}{m_1c_1+m_2c_2}=\dfrac{0,4\cdot400\cdot80+0,25\cdot4200\cdot18}{0,4\cdot400+0,25\cdot4200}=26,2\left(^oC\right)\)

Đáp án D