Tóm tắt
m1 = 120g = 0,12kg
c1 = 4180J/kg.K
t = 90oC ;
c2 = 380J/kg.K;
t1 = 20oC ; t2 = 25oC

m = ? ; to = ?
Giải
Gọi khối lượng của mỗi viên bi là m2.
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu to lên t1 = 20oC khi thả viên bi thứ nhất vào là:
\(Q_{thu1}=m_1.c_1\left(t_1-t_o\right)\)
Nhiệt lượng viên bi thứ nhất tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t = 90oC xuống t1 = 20oC là:
\(Q_{tỏa1}=m_2.c_2\left(t-t_1\right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu1}=Q_{tỏa1}\\ \Rightarrow m_1.c_1\left(t_1-t_o\right)=m_2.c_2\left(t-t_1\right)\\ \Rightarrow0,12.4180\left(20-t_o\right)=m_2.380\left(90-20\right)\\ \Leftrightarrow10032-501,6t_o=26600m_2\\ \Leftrightarrow20=\dfrac{1750}{33}m_2+t_o\\ \Leftrightarrow t_o=20-\dfrac{1750}{33}m_2\left(1\right)\)
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 = 20oC lên t2 = 25oC khi thả viên bi thứ hai vào là:
\(Q_{thu2}=m_1.c_1\left(t_2-t_1\right)\)
Nhiệt lượng viên bi thứ nhất thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 = 20oC lên t2 = 25oC khi thả viên bi thứ hai vào là:
\(Q_{thu3}=m_2.c_2\left(t_2-t_1\right)\)
Nhiệt lượng viên bi thứ hai tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t = 90oC xuống t2 = 25oC là:
\(Q_{tỏa2}=m_2.c_2\left(t-t_2\right)\)
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_{thu2}+Q_{thu3}=Q_{tỏa2}\\ \Rightarrow m_1.c_1\left(t_2-t_1\right)+m_2.c_2\left(t_2-t_1\right)=m_2.c_2\left(t-t_2\right)\\ \Rightarrow0,12.4200\left(25-20\right)+m_2.380\left(25-20\right)=m_2.380\left(90-25\right)\\ \Leftrightarrow m_2\approx0,111\left(kg\right)\)
Thay vào (1) ta được:
\(t_o=20-\dfrac{1750}{33}\cdot0,111\approx14,114\left(^oC\right)\)
Khối lượng của mỗi viên bi đồng là 111g, nhiệt độ ban đầu của nước là 14,114oC.