Đáp án:

\(\begin{array}{l}
1.\\
a.Q = 159600J\\
b.t = 29,95^\circ C\\
2.\\
a.t = 37,7778^\circ C\\
b.V = 0,24024{m^3}
\end{array}\)

Giải thích các bước giải:

1.

a.

Nhiệt lượng cần cung cấp là:

\(Q = {m_1}{c_1}\Delta {t_1} = 4.380(130 - 25) = 159600J\)

b.

Nhiệt lượng thanh đồng tỏa ra là;

\({Q_{toa}} = {m_1}{c_1}\Delta {t_1}' = 4.380(130 - 20) = 167200J\)

Vì nhiệt lượng thanh đồng tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào nên:

\(\begin{array}{l}
{Q_{toa}} = {Q_{thu}} = {m_2}{c_2}\Delta {t_2} \Rightarrow 167200 = 4.4200(t - 20)\\
 \Rightarrow t = 29,95^\circ C
\end{array}\)

2.

a.

Nhiệt độ ngoài trời lúc đó là:

\(\begin{array}{l}
\Delta l = {l_0}\alpha \Delta t \Rightarrow {4.10^{ - 3}} = {12.12.10^{ - 6}}.(t - 10)\\
 \Rightarrow t - 10 = 27,7778 \Rightarrow t = 37,7778^\circ C
\end{array}\)

b.

Hệ số nở khối là:

\(\beta  = 3\alpha  = {3.12.10^{ - 6}} = {36.10^{ - 6}}{K^{ - 1}}\)

Thể tích thanh sắt đường ray là:

\(V = {V_0}(1 + \beta \Delta t) = Sl(1 + \beta \Delta t) = 0,02.12(1 + {36.10^{ - 6}}.(37,7778 - 10)) = 0,24024{m^3}\)