Bài 4: Tại xưởng rèn, một bác thợ rèn nhúng con dao bằng thép có khối lượng 2,5kg đang nóng đỏ ở nhiệt độ 900$^{0}C$ vào trong bể nước lạnh. Nước trong bể có thể tích 200 lít và có nhiệt độ bằng với nhiệt độ ngời trời 27$^{0}C$. Bỏ qua sự truyền nhiệt cho thành bể và môi trường xung quanh. Hãy tính nhiệt độ của con dao khi có sự cân bằng nhiệt.
Bài Làm:
Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt.
Nhiệt lượng do con dao bằng thép tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t1 - t)
Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2.c2.(t - t2)
Vì bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường nên nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt lượng do dao bằng thép tỏa ra.
Ta có: Q1 = Q2
=> m1.c1.(t1 - t) = m2.c2.(t - t2)
<=> (m1.c1 + m2.c2).t = m1.c1.t1 + m2.c2.t2
<=> t = $\frac{m_{1}.c_{1}.t_{1}+m_{2}.c_{2}.t_{2}}{m_{1}.c_{1}+m_{2}.c_{2}}$ = $\frac{2,5.460.900+200.4200.27}{2,5.460+300.4200}$ = 28,2$^{0}C$