Đáp án:

    a. $Q_{thu1} = 1350J$  

     b. $m' = 16,8g$
     c. $m_{hơi} = 23,46g$

Giải thích các bước giải:

 a. Nhiệt lượng cần để đưa lượng nước đá từ $- 7,5^0C$ lên $0^0C$ là: 

$Q_{thu1} = m_{đá}.c_{đá}.[0 - (- 7,5)] = 0,1.1800.7,5 = 1350 (J)$ 

b. Nhiệt lượng thỏi đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ $100^0C$ xuống $0^0C$ là: 

$Q_{toả} = m_{đồng}.c_{đồng}.(100 - 0) = 0,15.380.100 = 5700 (J)$ 

Gọi lượng nước đá tan ra là m'. Nhiệt lượng cần để m kg nước đá tan ra là: 

$Q_{thu2} = \lambda.m' = 340 000.m' (J)$ 

Phương trình cân bằng nhiệt $Q_{toả} = Q_{thu2}$ hay: 

$340000m' = 5700 \to m' = \dfrac{5700}{340000} \approx 0,0168 (kg) = 16,8g$ 
c. 

Khối lượng đá còn 

$m_{đá}' = 150 - 16,8 = 133,2 (g) = 0,1332g$

Nhiệt lượng cần để đá tan hết là: 

$Q_{thu3} = \lambda.m_{đá}' = 340000.0,1168 = 39712 (J)$ 

Khối lượng nước trong bình lúc này:
   m_{nước}' = 0,15 + 0,1 = 0,25 (kg)$

Nhiệt lượng cần để cả bình tăng lên $20^0C$ là: 

$Q_{thu}' = (m_{đồng}.c_{đồng} + m_{nước}'.c_{nước})(20 - 0)$
$= (0,15.380 + 0,25.4200).20 = 22140 (J)$ 

Gọi khối lượng hơi nước cần dẫn vào là $m_{hơi}$.
Nhiệt lượng hơi nước hoá lỏng hoàn toàn toả ra: 

$Q_{toả2} = L.m_{hơi} = 2300 000m_{hơi} (J)$ 

Nhiệt lượng do $m_{hơi}$ hạ từ $100^0C$ về $0^0C$ toả ra là: 

$Q_{toả3} = m_{hơi}.c_{nước}.(100 - 20) = 4200.80.m_{hơi} = 336000m_{hơi} (J)$ 

Phương trình cân bằng nhiệt ta có: 

$2300 000m_{hơi} + 336000m_{hơi} = 39712 + 22140$ 

$2636000m_{hơi} = 61852$ 

     $m_{hơi} \approx 0,02346 (kg) = 23,46g$