Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng  m 0  ở t 0 = 0 ° C ; còn c 1 ,  m 1 ,  c 2 ,  m 2  là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước đựng trong cốc ở nhiệt độ  t 1  = 20 ° C. Nếu gọi t ° C là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì lượng nhiệt do cục nước đá ở  t 0  = 0 ° C đã thu vào để tan thành nước ở t ° C bằng :

Q = λ m 0  +  c 2 m 0 (t -  t 0 ) =  m 0 ( λ +  c 2 t)

Còn nhiệt lượng do cốc nhôm và lượng nước đựng trong cốc ở  t 1  = 20 ° C. toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới toC (với t < t 1 ) có giá trị bằng :

Q'= ( c 1 m 1  + c 2 m 2 )( t 1  - t)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có :

Q' = Q ⇒ ( c 1 m 1  +  c 2 m 2 ) ( t 1  - t) =  m 0 ( λ  +  c 2 t)

Từ đó suy ra :

Thay số : t ≈ 3,7 ° C.

Khối lượng M của phần nước đá tan thành nước sau khi thả thỏi sắt nóng có nhiệt độ t ° C vào cốc nước đá ở 0 ° C được xác định bởi điều kiện cân bằng nhiệt:

M λ = cmt ⇒ M = cmt/ λ

trong đó  λ  là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, c là nhiệt dung riêng của thỏi sắt có khối lượng m.

Thay số, ta tìm được :

Gọi V là thể tích ở nhiệt độ t và V 0  là thể tích ở 0 ° C của thỏi sắt. Theo công thức nở khối vì nhiệt, ta có :

V =  V 0 (1 + β t)

với β là hệ số nở khối của sắt. Vì khối lượng m của thỏi sắt không phụ thuộc nhiệt độ nên khối lượng riêng D của thỏi sắt ở nhiệt độ t liên hệ với khối lượng riêng D0 của nó ở 0oC theo công thức :

D/ D 0  =  V 0 /V ⇒ D = m/V =  D 0 /(1 +  β t)

Từ đó suy ra nhiệt độ t của thỏi sắt trước khi thả nó vào cốc nước đá :

t = ( D 0 V - m)/m β

Thay số ta tìm được:

nhiệt lượng tỏa ra của 0.32kg nước :

Q₁=m₁.L=0,32.2,3.10⁶=716000 J

gọi nhietj độ hỗn hợp là t

nhiệt lượng tỏa ra của 0,32 kg nước đến nhiệt độ t là

Q₂=m₁.C.(20-t)==0,32.4190.(20-t)=1340,8(20-t)  J

nhiệt lượng thu vào của nước đá: 

Q₃= m₂.C.(t-0)=1.4190.t=4190t    J

áp dụng phương trình cân = nhiệt : Q₁+Q₂=Q₃

<=> 716000+1340,8(20-t)=4190t

<=> 716000+26816=4190t+1340,8t=> t 

bạn tự làm nah

 a,vì sau khi cân bằng nhiệt, trong nhiệt lượng kế vẫn còn nước đá, nên nhiệt độ của hỗn hợp là 0oC

ta có:

a)do nước đá chưa tan hết nên nhiệt độ cân bằng là 0 độ C

b)ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q_tỏa=Q_thu

\(\Leftrightarrow m_1C_1\left(t_1-t\right)=m_2\lambda\)

\(\Leftrightarrow1340.8\left(20-0\right)=\lambda\)

\(\Rightarrow\lambda=26816\)

Nhiệt độ của nước đá đang tan là 0⁰C, vì sau khi có cân bằng nhiệt hỗn hợp bao gồm cả nước và nước đá nên nhiệt độ của nó cũng là 0⁰C.                          

Nhiệt lượng mà nước (35⁰C) đã tỏa ra:

Q_tỏa = mc (t₁ – t₀) =  1,5.4200.30 = 189 000 J        

Gọi x là khối lượng nước đá đã bị nóng chảy. Nhiệt lượng mà nước đá thu vào để nóng chảy là:

Q_thu = \(x.\lambda\) = 340000.x                                  

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

Q_tỏa = Q_thu => 340 000 x = 189 000: 340 000 = 0,55 kg

Vậy khối lượng nước đá ban đầu là: 0,45 + 0,55 = 1,0 kg

Nhiệt độ nước đá đang tan là 0 độ c, vì sau khi có cân bằng nhiệt hỗn hợp bao gồm cả nước và nước đá nên nhiệt độ của nó cũng là 0 độ c 

Nhiệt lượng mà nước ở 30 độ c đã toả ra:

Q₁ = m.c. ∆t = 1,5.4200.30 = 189000J  

Gọi x (kg) là khối lượng nước đá bị nóng chảy 

Nhiệt lượng mà nước đá thu vào để nóng chảy là 

Q₂ = λ .x = x.3,4.10⁵ J 

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt lượng: 

Q1=Q2<=> 189000=x.3,4.10⁵ => x=0,55kg

Vậy khối lượng nước đá ban đầu là:  0,45+0,55=1kg 

thế sao khi cân bằng nhiệt là nhiệt độ của chúng là bao nhiêu

Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000JĐể làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng:Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750JBây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = λ.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000JNhận xét:+ Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra+ Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C

 

Đáp án D 

Phương trình cân bằng nhiệt:

Phương trình cân bằng nhiệt:

          c m 2 ( t 2 - t ) =   λ m 1   + c m 1 t ð t =   c m 2 t 2 − λ m 1 c ( m 2 + m 1 ) = 7 ° C