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.

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

 

Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng  m 0 , còn c 1 ,  m 1 ,  c 2 ,  m 2  là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc đồng và của lượng nước đựng trong cốc.

- Lượng nhiệt do cốc đồng và lượng nước đựng trong cốc ở t 1  = 25 ° C toả ra để nhiệt độ giảm tới t = 15,2 ° C có giá trị bằng :

Q = ( c 1 m 1  +  c 2 m 2 ) ( t 1  -t)

- Lượng nhiệt do cục nước đá ở  t 0  = 0 ° C thu vào để tan thành nước ở t = 15,2 ° C có giá trị bằng :

Q' =  m 0 ( λ  +  c 2 t)

Theo nguyên lí cân bằng nhiệt, ta có :

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

Từ đó suy ra :

Thay số với chú ý m0 = 0,775 - 0,700 = 0,075 kg, ta tìm được :

200g=0,2kg

50g=0,05kg

100g=0,1kg

ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q_tỏa=Q_thu

\(\Leftrightarrow Q=m_1C_1\left(0--10\right)+m_1\lambda+m_1C_2\left(100-0\right)+m_1L\)

\(\Leftrightarrow Q=3600+68000+84000+460000\)

\(\Leftrightarrow Q=615600J\)

nếu bỏ cục nước đá vào nước thì phương trình cân bằng nhiệt là:

Q_tỏa=Q_thu

\(\Leftrightarrow Q_n+Q_{nh}=Q_{nđ}\)

\(\Leftrightarrow Q_2+Q_3=Q_1\)

\(\Leftrightarrow m_2C_2\left(t_2-t\right)+m_3C_3\left(t_3-t\right)=m_1C_1\left(t-t_1\right)+\left(m_1-0,05\right)\lambda\)

\(\Leftrightarrow4200m_2\left(20-0\right)+88\left(20-0\right)=360\left(0--10\right)+3,4.10^5\left(0,2-0,05\right)\)

\(\Leftrightarrow84000m_2+1760=54600\)

\(\Rightarrow m_2=0,63kg\)

chú ý ở câu b:

nhiệt độ cân bằng là 0 vì nước đá chưa tan hết.

khối lượng nhân cho lamđa phải trừ đi cho phần chưa tan hết

chúc bạn thành công nhé

a) Nước đá nóng chảy hoàn toàn nên Nhiệt độ cân bằng bằng 0 độ

Nhiệt lượng để nướng đá thu nhiệt từ -10 đến 0 độ:

Q₁= m.C₂. (0+10)= 0,2 .1800. 10= 3600(j)

Nhiệt lượng nước đá nóng chảy hoàn toàn là:

Q₂= m.\(\lambda\) = 68000(j)

Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ 0 đến 100 độ

Q₃= m. c₁. (100-0)= 840000(j)

Q=Q₁ +Q₂ +Q₃ =911600

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

Đáp án D 

Phương trình cân bằng nhiệt:

Đáp án: B

Phương trình cân bằng nhiệt:

cm₂(t₂ – t) = lm₁ + cm₁t