Tóm tắt:
m1 = 4kg
t1 = 20°C
m2 = 8kg
t2 = 40°C
C = 4200J/kgK
t2' = 38°C
Giải:
Sau khi rót nước từ bình 2 sang bình 1, nhiệt độ cân bằng của bình 1 là t1' , theo pt cân bằng nhiệt, ta có: Qthu = Qtỏa
<=> Q1 = Q2
<=> m.C.(t1' - t1) = m2.C.(t2 - t1')
=> m.4200.(t1' - 20) = 8.4200.(40 - t1')
<=> m.(t1' - 20) = 8(40 - t1')
<=> mt1' - 20m = 320 - 8t1'
<=> mt1' + 8t1' = 320 + 20m
<=> t1' = \(\dfrac{320+20m}{m+8}\) (1)
Lúc này khối lượng nước trong bình 2 là m2 - m
Sau khi rót nước từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t2' , theo pt cân bằng nhiệt, ta có: Qthu = Qtỏa
<=> Q1' = Q2'
<=> m.C.(t2' - t1') = (m2 - m).C.(t2 - t2')
=> m.4200.(38 - t1') = (8 - m).4200.(40 - 38)
<=> m(38 - t1') = (8 - m)(40 - 38)
<=> 38m - mt1' = 320 - 304 - 40m + 38m
<=> 38m - 2m - mt1' = 16
<=> m(36 - t1') = 16
<=> t1' = \(\dfrac{36m-16}{m}\) (2)
Từ (1) và (2) => m ≈ 4,7kg
Thay m vào (2), ta có: \(\dfrac{36.4,7-16}{4,7}\text{≈ }32,6\text{° C}\)