Trong một bình đồng khối lượng m1 = 400g có chứa m2 = 500g nước cùng ở nhiệt độ t1 = 400C. Thả vào đó một mẩu nước đá ở t3 = -100C. Khi có cân bằng nhiệt ta thấy còn sót lại m' = 75g nước đá chưa tan. Xác định khối lượng ban đầu m3 của nước đá. Cho nhiệt dung riêng của đồng là C1 = 400 J/Kg.K, nhiệt dung riêng của nước là C2 = 4200 J/Kg.K, nhiệt dung riêng của nước đá là C3 = 2100 J/Kg.K, nhiệt độ nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/Kg.K
Vì vẫn còn nước đá chưa tan nên nhiệt độ cân bằng của bình lúc này là 0 độ C
Nhiệt lượng bình đồng tỏa ra là :
Q1 =m1.c1.(t1-t) = 0,4 .400. (40-0) =6400 J
Nhiệt lượng nước tỏa ra là :
Q2=m2.c2.(t2- t) =0,5 .4200.(40-0)=84000 J
Nhiệt lượng nước đá tăng lên đến 0 độ C là:
Q3== m3 . c3.(t-t3 )= m3.2100. (0-(-10))=21000 J
Khối lượng đá đã tan là :
m=m3-0.075 (kg)
Nhiệt lượng để m đá chuyển thể là:
Q4= (m3-0,075). 3,4*10^5= 3,4.10^5m3 - 25500 J
Ta có : phương trình cân bằng nhiệt
Qthu=Qtỏa
<=>Q1 +Q2= Q3+Q4
<=>6400 +84000=21000+ 3,4.10^5m3- 25500
<=>90400= 3,4.10^5m3 -4500
<=>m3 =0,3kg
