Khối lượng của nước đá lớn hơn rất nhiều khối lượng của bi nên khi có sự cân bằng nhiệt thì nhiệt độ là \({0^\circ }{\rm{C}}\).

Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính R = 6cmđã được nung nóng tới nhiệt độ (ảnh 1)

Thể tích viên bi sắt (hình cầu) là \({V_s} = \frac{4}{3}\pi {R^3} = \frac{4}{3}\pi \cdot {6^3} = 288\pi \;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3} = 288\pi \cdot {10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^3}\)

Khối lượng viên bi sắt là \({m_s} = {D_s}{V_s} = 7800 \cdot 288\pi \cdot {10^{ - 6}} = 2,2464\pi (\;{\rm{kg}})\)

Nhiệt lượng mà viên bi tỏa ra để hạ xuống \({0^\circ }{\rm{C}}\) là:

\(Q = {m_s}{c_s}\Delta {t_s} = 2,2464\pi \cdot 460 \cdot 325 = 335836,8\pi (\;{\rm{J}})\)

Khối lượng nước đá tan thành nước là \({m_0} = \frac{Q}{\lambda } = \frac{{335836,8\pi }}{{3,{{4.10}^5}}}(\;{\rm{kg}})\)

Thể tích khối đá tan ra là \(V = \frac{{{m_0}}}{{{D_0}}} = \frac{{\frac{{335836,8\pi }}{{3,{{4.10}^5}}}}}{{915}} \approx 3,{39.10^{ - 3}}\;{{\rm{m}}^3}\)

Do V là tổng thể tích của một hình trụ có chiều cao là h và một nửa hình cầu bán kính R nên ta có \(V = \pi {R^2}h + \frac{{{V_s}}}{2} \Rightarrow 3,39 \cdot {10^{ - 3}} = \pi \cdot 0,{06^2} \cdot h + \frac{{288\pi \cdot {{10}^{ - 6}}}}{2} \Rightarrow h \approx 0,26m = 26\;{\rm{cm}}\)

Viên bi chui vào nước đá đến độ sâu là \(h + R = 26 + 6 = 32\;{\rm{cm}}\). Chọn \({\bf{A}}\)

Điểm cố định dưới (điểm đóng băng của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm )