Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng nguyên lý bảo toàn năng lượng, tức là tổng nhiệt lượng mất đi của các vật sẽ bằng tổng nhiệt lượng nhận được của các vật khác.
Gọi nhiệt độ cân bằng cuối cùng là \( T \).
1. **Tính nhiệt lượng mất đi của nước:**
Nước mất nhiệt lượng khi giảm từ \( 80^0C \) xuống \( T \):
\[
Q_{nước} = m_{nước} \cdot c_{nước} \cdot (T_{nước} - T) = 0,15 \, \text{kg} \cdot 4200 \, \text{J/kg.K} \cdot (80 - T)
\]
2. **Tính nhiệt lượng nhận được của sắt:**
Sắt nhận nhiệt lượng khi tăng từ \( 15^0C \) lên \( T \):
\[
Q_{sắt} = m_{sắt} \cdot c_{sắt} \cdot (T - T_{sắt}) = 0,2 \, \text{kg} \cdot 460 \, \text{J/kg.K} \cdot (T - 15)
\]
3. **Tính nhiệt lượng nhận được của đồng:**
Đồng nhận nhiệt lượng khi tăng từ \( 25^0C \) lên \( T \):
\[
Q_{đồng} = m_{đồng} \cdot c_{đồng} \cdot (T - T_{đồng}) = 0,45 \, \text{kg} \cdot 400 \, \text{J/kg.K} \cdot (T - 25)
\]
4. **Áp dụng nguyên lý bảo toàn năng lượng:**
Tổng nhiệt lượng mất đi của nước bằng tổng nhiệt lượng nhận được của sắt và đồng:
\[
Q_{nước} = Q_{sắt} + Q_{đồng}
\]
Thay các biểu thức vào:
\[
0,15 \cdot 4200 \cdot (80 - T) = 0,2 \cdot 460 \cdot (T - 15) + 0,45 \cdot 400 \cdot (T - 25)
\]
5. **Giải phương trình:**
Tính các hằng số:
\[
630 \cdot (80 - T) = 92 \cdot (T - 15) + 180 \cdot (T - 25)
\]
\[
50400 - 630T = 92T - 1380 + 180T - 4500
\]
\[
50400 - 630T = 272T - 5880
\]
\[
50400 + 5880 = 272T + 630T
\]
\[
56280 = 902T
\]
\[
T = \frac{56280}{902} \approx 62.4^0C
\]
Vậy nhiệt độ cân bằng của hệ là \( \boxed{62,4^0C} \).
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.