Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80 g ở 0^oC vào một cốc nhôm đựng 0,4 kg

Giải SBT Vật lí 10 Bài 38: Sự chuyển thể của các chất

Bài 38.5 trang 92 SBT Vật Lí 10: 

Lời giải:

Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng m₀ ở t₀ = 0^oC;

còn c₁, m₁, c₂, m₂ là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc nhôm và của lượng nước đựng trong cốc ở nhiệt độ t₁ = 20^oC.

Nếu gọi t^oC là nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước đá vừa tan hết thì lượng nhiệt do cục nước đá ở t₀ = 0^oC đã thu vào để tan thành nước ở t^oC bằng:

Q = λm₀ + c₂m₀(t - t₀) = m₀(λ + c₂t)

Còn nhiệt lượng do cốc nhôm và lượng nước đựng trong cốc ở t₁ = 20^oC toả ra để nhiệt độ của chúng giảm tới t^oC (với t < t₁) có giá trị bằng :

Q' = (c₁m₂ + c₂m₂)(t₁ - t)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có :

Q' = Q => (c₁m₁ + c₂m₂) (t₁ - t) = m₀(λ + c₂t)

Từ đó suy ra :

$t=\frac{\left(c_1{m}_1+c_2{m}_2\right)t_1-\lambda m_0}{c_1{m}_1+c_2\left(m_0+m_2\right)}$

Thay số: t ≈ 3,7^oC.