Áp dụng công thức truyền nhiệt:

Q = mCΔT

Trong đó:

• Q là lượng nhiệt truyền từ quả cầu nhôm sang nước trong cốc
• m là khối lượng quả cầu nhôm
• C là nhiệt dung riêng của vật liệu
• ΔT là hiệu nhiệt độ giữa quả cầu và nước

a) Tính nhiệt độ của quả cầu và nước sau khi truyền nhiệt

Lượng nhiệt Q truyền từ quả cầu sang nước bằng lượng nhiệt nước hấp thụ:

Q = mC_nhômΔT_nhôm = mC_nướcΔT_nước

Với m = 0.5 kg (khối lượng quả cầu), C_nhôm = 880 J/kg.K (nhiệt dung riêng của nhôm), C_nước = 4200 J/kg.K (nhiệt dung riêng của nước), và ΔT là hiệu nhiệt độ giữa quả cầu và nước.

Để tính ΔT, ta cần biết nhiệt lượng ban đầu của quả cầu (ở nhiệt độ 100°C) và của nước (ở nhiệt độ 20°C):

• Nhiệt lượng ban đầu của quả cầu: Q_1 = mC_nhômΔT_1 = 0.5880(100-20) = 35200 J
• Nhiệt lượng ban đầu của nước: Q_2 = mC_nướcΔT_2 = 14200(20-20) = 0 J (do nước ở nhiệt độ 20°C)

Vì lượng nhiệt truyền từ quả cầu sang nước bằng lượng nhiệt nước hấp thụ, nên:

Q = Q_1 = Q_2 = 35200 J

Áp dụng lại công thức truyền nhiệt:

Q = mC_nướcΔT_nước => ΔT_nước = Q/(mC_nước) = 35200/(14200) = 8.38°C

Vậy sau khi truyền nhiệt, nhiệt độ của quả cầu và nước lần lượt là: 100 - 8.38 = 91.62°C và 20 + 8.38 = 28.38°C.