Đáp án:
$t \approx 38,46^0C$
Giải thích các bước giải:
Gọi khối lượng của chậu nhôm là $m_1 (kg)$
Lần đổ 1:
Nhiệt lượng nước ở$100^0C$ toả ra là:
$Q_1 = m.c_n. \Delta t = m.c.(100 - 80) = 84000m (J)$
Nhiệt lượng chậu nhôm thu vào:
$Q_2 = m_1.c_{nhôm}.\Delta t = m_1.880(80 - 20) = 52800m_1 (J)$
Bỏ qua mất mát nhiệt nên: $Q_1 = Q_2$
$\to 84000m = 52800m_1$. (1)
Lần đổ 2:
Gọi nhiệt độ cân bằng trong chậu khi có cân bằng nhiệt là $t$
Nhiệt lượng mà chậu và nước trong chậu toả ra là:
$Q_{toả} = (m.c_n + m_1.c_{nhôm}).(80 - t) = (4200m + 880m_1).(80 - t)$
Nhiệt lượng nước ở $20^0C$ thu vào:
$Q_{thu} = 3m.c_n.(t - 20) = 12600m(t - 20)$
Ta có:
$Q_{tỏa} = Q_{thu} \to (4200m + 880m_1)(80 - t) = 12600m(t - 20)$ (2)
Từ (1) suy ra: $m = \dfrac{22}{35}m_1$
Thay vào (2) ta được:
$(4200\dfrac{22}{35}m_1 + 880m_1)(80 - t) = 12600.\dfrac{22}{35}m_1(t - 20)$
$\to 3520m_1(80 - t) = 7920m_1(t - 20)$
$\to 3520(80 - t) = 7920(t - 20)$
$\to t \approx 38,46$
Vậy nhiệt độ cân bằng của hệ là:
$t \approx 38,46^0C$