Đáp án:

$t'≈-5,968^{o}C$

Giải thích các bước giải:

 $m=400g=0,4kg$

 $t=-10^{o}C$

 $c=1800J/kg.K$

 $λ=3,34.10^{5} J/kg$

 $m_{1}=0,5kg$

 $c_{1}=380J/kg.K$

 $m_{2}=1kg$

 $c_{2}=4200J/kg.K$

 $m'=100g=0,1kg$

 $t'=?$

Vì sau khi cân bằng nhiệt người ta thấy lượng nước đá tăng thêm $100g$ nên nhiệt lượng mà nước tỏa ra không đủ để làm chảy khối nước đá 

⇒ Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là $0^{o}C$

Gọi nhiệt độ ban đầu của nước và chậu đồng là $t'^{o}C$

Nhiệt lượng mà nước và chậu đồng tỏa ra để hạ xuống $0^{o}C$ là : 

$Q_{tỏa_{1}}=(m_{1}.c_{1}+m_{2}.c_{2}).Δt=(0,5.380+1.4200).(t'-0)=4390t'(J)$

Nhiệt lượng mà $100g$ nước ở $0^{o}C$ tỏa ra để đông đặc hoàn toàn là : 

$Q_{tỏa_{2}}=λ.m'=3,34.10^{5} .0,1=33400(J)$

Tổng nhiệt lượng mà nước đã tỏa ra là : 

$Q_{tỏa}=Q_{tỏa_{1}}+Q_{tỏa_{2}}=4390t'+33400(J)$

Nhiệt lượng để khối nước đá tăng nhiệt độ lên $0^{o}C$ là : 

$Q_{thu}=m.c.Δt'=0,4.1800.(0+10)=7200(J)$

Phương trình cân bằng nhiệt : 

$Q_{tỏa}=Q_{thu}$

$4390t'+33400=7200$

$4390t'=-26200$

$t'≈-5,968^{o}C$

Vậy nhiệt độ ban đầu của nước và chậu đồng là $t'≈-5,968^{o}C(????)$

Đáp án:

Tóm tắt:

`m_1=400g=0,4 \ kg`

`t_1=-10^oC`

$c_1=2100 \ J/kg.K$

`m_2=1 \ kg`

$c_2=4200 \ J/kg.K$

`m_3=0,5 \ kg`

$c_3=380 \ J/kg.K$

`t=0^oC`

`m=100g=0,1 \ kg`

----------------------------------

`t_2=?`

Giải:

Lượng nước đá tăng thêm 100g → Có 100g nước đông đặc thành nước đá

Vì nước không đông đặc hết nên nhiệt độ cân bằng là 0°C

Nhiệt lượng do nước đá thu vào để tăng từ -10°C → 0°C:

`Q_1=m_1c_1(t-t_1)=0,4.2100.[0-(-10)]=8400 \ (J)`

Nhiệt lượng do nước và chậu đồng tỏa ra để giảm từ t2 (°C) → 0°C:

`Q_2=(m_2c_2+m_3c_3)(t_2-t)=(1.4200+0,5.380)t_2=4390t_2`

Nhiệt lượng do 100g nước tỏa ra để đông đặc thành nước đá:

`Q_3=m\lambda=0,1.336000=33600 \ (J)`

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

`Q_1=Q_2+Q_3`

→ `8400=4390t_2+33600`

→ $t_2=-5,74 \ (^oC)$ (Đề sai?)