a) Để tính nhiệt lượng mà ấm nhôm thu vào để tăng nhiệt độ lên 100 độ C, ta sử dụng công thức:

Q = mcΔT

Trong đó, m là khối lượng của ấm nhôm (0,4 kg), c là nhiệt dung riêng của nhôm (880 J/kg.K), ΔT là sự thay đổi nhiệt độ của ấm nhôm (100 - 30 = 70 độ C).

Vậy nhiệt lượng mà ấm nhôm thu vào để tăng nhiệt độ lên 100 độ C là:

Q = mcΔT = 0,4 kg x 880 J/kg.K x 70 độ C = 24640 J

b) Để tính nhiệt lượng cần thiết để nước trong ống nước sôi, ta sử dụng công thức:

Q = mlv

Trong đó, m là khối lượng của nước (2 kg), l là nhiệt độ tiêu chuẩn hóa hơi của nước (2257 kJ/kg), v là thể tích của nước (2 lít = 0,002 m^3).

Vậy nhiệt lượng cần thiết để nước trong ống nước sôi là:

Q = mlv = 2 kg x 2257 kJ/kg = 4514 kJ = 4514000 J

c) Để tính khối lượng của ấm đồng, ta sử dụng công thức:

Q1 = Q2

Trong đó, Q1 là nhiệt lượng mà ấm đồng thu vào khi truyền nhiệt cho nước, Q2 là nhiệt lượng mà nước thu vào và mất đi do truyền ra môi trường.

Ta biết rằng nhiệt lượng truyền ra môi trường bằng nhiệt lượng mà ấm đồng tỏa ra, nên:

Q2 = mcΔT + mlv

• Đối với nước:

mcΔT = m x 4200 J/kg.K x 70 độ C

• Đối với ấm đồng:

mcΔT = m x 380 J/kg.K x 70 độ C

Thay giá trị Q2 vào phương trình, ta có:

m x 4200 J/kg.K x 70 độ C + 4514000 J = m x 380 J/kg.K x 70 độ C

Từ đó suy ra:

m = 4514000 J / [(4200 J/kg.K - 380 J/kg.K) x 70 độ C] = 0,5 kg