by Ta thả hai thỏi đồng và nhôm có khối lượng lần lượt là 200g và 500g vào trong 1 lít nước ở 30°C. Tính nhiệt độ khi cân bằng nhiệt của chúng. Biết nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là 40°C và của nhôm là 100°C. Nhiệt dung riêng của nhôm, đồng và nước là 880 J/kg.K, 380 J/kg.K, 4200 J/kg.K (bỏ qua nhiệt lượng hao phí).
Hướng dẫn
Gọi t là nhiệt độ khi cân bằng nhiệt.
Nhiệt lượng của thỏi nhôm: Q$_{nh}$ = m$_{nh}$c$_{nh}$.(t$_{nh}$ – t)
⇒ Q$_{nh}$ = 0,5.880.(100 – t) = 44000 – 440.t
Nhiệt lượng của thỏi đồng:
Q$_{đ}$ = m$_{đ}$c$_{đ}$.(t$_{đ}$ – t)
⇒ Q$_{đ}$ = 0,2.380.(40 – t) = 3040 – 76.t
Nhiệt lượng của nước: Q$_{n}$ = m$_{n}$c$_{n}$(t$_{n}$ – t)
⇒ Q$_{n}$ = 1.4200.(30 – t) = 126000 – 4200.t
Ta luôn có: Q$_{nh}$ + Q$_{đ}$ + Q$_{n}$ = 0
⇔ 44000 – 440.t + 3040 – 76.t + 126000 – 4200.t = 0
⇔ 4716.t = 173040 ⇒ t = 36,7°C
Vậy nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 36,7°C và thỏi đồng là vật tỏa nhiệt. Vì t$_{đ}$ = 40°C > t = 36,7°C
