Đáp án:

 `x = 34,7^oC`

Giải thích các bước giải:

         `m_1 = 0,2 (kg)`

         `t_1 = 150^oC`

         `m_2 = 2(kg)`

         `t_2 = t_3 = 0^oC`

         `m_3 = 0,5 (kg)`

         $q = 0,63 (kJ/độ)$

         $c_2 = 4,19 (kJ/kg.độ)$

         $c_1 = 1,97 (kJ/kg.độ)$

         $\lambda = 330 (kJ/kg)$

         $L = 2260 (kJ/kg)$

         $t_0 = 100^oC$

Nhiệt lượng mà toàn bộ hơi nước tỏa ra từ khi có nhiệt độ ban đầu `150^oC` đến khi hóa lỏng hoàn toàn là:

         `Q_1 = m_1 c_1 (t_1 - t_0) + m_1 L = 0,2.1,97.(150 -100) + 0,2.2260`

               `= 471,7 (kJ)`

Nhiệt lượng tỏa ra của lượng nước do hơi nước hóa thành từ khi ở nhiệt độ soi `100^oC` đến khi hệ cân bằng nhiệt là:

         `Q_1' = m_1 c_2 (t_0 - x) = 0,2.4,19.(100 - x) = 83,8 - 0,838x  (kJ)`

Nhiệt lượng nước đá thu vào để hóa lỏng hoàn toàn là:

         `Q_3 = m_3 lambda = 0,5.330 = 165 (kJ)`

Nhiệt lượng của nước ban đầu và nước do nước đá hóa thành thu vào từ khi có nhiệt độ `0^oC` đến khi hệ cân bằng nhiệt là:

         `Q_2 = (m_2 + m_3) c_2 (x - t_2) = (2 + 0,5).4,19.(x -0) = 10,475x (kJ)`

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

         `Q_[thu]= Q_[tỏa]`

`<=> Q_2 + Q_3 = Q_1 + Q_1'`

`<=> 10,475x + 165 = 471,7 + 85,8 - 0,838x`

`<=> x ≈ 34,7^oC`