Ta có thể sử dụng công thức lượng nhiệt Q = mcΔT để tính toán nhiệt độ cân bằng của hệ thống.

Đầu tiên, ta tính lượng nhiệt cần để làm nóng quả cầu bằng đồng từ nhiệt độ ban đầu 100°C xuống nhiệt độ cân bằng với nước và thùng sắt. Sử dụng công thức:

Q1 = mcΔT

Trong đó:

• Q1 là lượng nhiệt cần thiết để làm nguội quả cầu bằng đồng (đơn vị J).
• m là khối lượng quả cầu bằng đồng (đơn vị kg), bằng 1.5 kg.
• c là năng lượng riêng của đồng (đơn vị J/kg.K), bằng 380 J/kg.K.
• ΔT là sự thay đổi nhiệt độ của quả cầu bằng đồng từ 100°C xuống nhiệt độ cân bằng với nước và thùng sắt (đơn vị °C), là giá trị cần tìm.

Ta có thể tính lượng nhiệt cần để làm nóng nước từ nhiệt độ ban đầu 30°C lên nhiệt độ cân bằng với quả cầu bằng đồng và thùng sắt. Sử dụng công thức:

Q2 = mcΔT

Trong đó:

• Q2 là lượng nhiệt cần thiết để làm nóng nước (đơn vị J).
• m là khối lượng nước (đơn vị kg), bằng 2 kg.
• c là năng lượng riêng của nước (đơn vị J/kg.K), bằng 4200 J/kg.K.
• ΔT là sự thay đổi nhiệt độ của nước từ 30°C lên nhiệt độ cân bằng với quả cầu bằng đồng và thùng sắt (đơn vị °C), là giá trị cần tìm.

Vì hệ thống đạt được cân bằng nhiệt, nên lượng nhiệt Q1 cần thiết để làm nguội quả cầu bằng đồng bằng lượng nhiệt Q2 cần thiết để làm nóng nước. Tức là:

Q1 = Q2

mcΔT = mcΔT

(1.5 kg)(380 J/kg.K)(100°C - T) = (2 kg