Đáp án:
a. $t = 31,03^0C$
b.$Q = 152699,58J$
c. $Q' = 190874,475J$
Giải thích các bước giải:
Gọi nhiệt độ cân bằng là t.
Nhiệt lượng do đồng toả ra là:
$Q_{toả} = m_{đồng}.c_{đồng}(50 - t) = 0,3.380(50 - t) = 5700 - 114t$
Nhiệt lượng nước thu vào:
$Q_{thu} = m_{nước}.c_{nước}(t - 30) = 0,5.4200(t - 30) = 2100t - 63000$
Phương trình cân bằng nhiệt $Q_{toả} = Q_{thu}$ hay:
$5700 - 114t = 2100t - 63000$
$<=> t = 31,03$
Vậy nhiệt độ cân bằng là $t = 31,03^0C$
b. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là
$Q = (m_{nước}.c_{nước} + m_{đồng}.c_{đồng}(100 - 31,03) = (0,5.4200 + 0,3.380).68,97 = 152699,58J$
c. Nếu hiệu suất là 8% thì nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là
$Q' = \frac{Q}{0,8} = \frac{152699,58}{0,8} = 190874,475J$