Hai bình nhiệt lượng kế hình trụ giống nhau cách nhiệt có cùng độ cao 25 cm. Bình A chứa nước ở nhiệt độ 44 độ C, bình B chứa nước đá tạo thành do làm lạnh nước đã đổ vào bình đó từ trước

Vì khi có cân bằng nhiệt thì mực nước trong bình giảm đi \(\Delta {\rm{h}} = 0,6\;{\rm{cm}}\), chứng tỏ nước đá đã nóng chảy

Gọi \(x\) là chiều cao của của cột nước đá đã nóng chảy, thì sau khi nóng chảy nó tạo thành cột nước tương ứng có chiều cao là \(x - \Delta h\)

Vì khối lượng nước đá tan chảy và khối lượng nước tạo thành tương ứng không đổi nên:

\({m_{d\tan }} = DSx = {D_0}S(x - \Delta h) \Rightarrow 0,9 \cdot x = 1 \cdot (x - 0,6) \Rightarrow x = 6\;{\rm{cm}}\)

Vì \(x = 6\;{\rm{cm}} < 10\;{\rm{cm}} = {\rm{h}}\) chứng tỏ nước đá chỉ nóng chảy một phần, do đó nhiệt độ cân bằng của hệ khi có cân bằng nhiệt là \({0^\circ }{\rm{C}}\)

Nhiệt lượng tỏa ra của nước \({Q_A} = {m_A}{c_2}\Delta {t_A} = {D_0}Sh{c_2}{t_A}\)

Nhiệt lượng thu vào của nước đá để tăng nhiệt độ là \({Q_B} = {m_B}{c_1}\Delta {t_B} = - DSh{c_1}{t_B}\)

Nhiệt nóng chảy \({Q_{nc}} = \lambda {m_{d{\rm{ tan }}}} = \lambda DSx\)

Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_A} = {Q_B} + {Q_{nc}} \Rightarrow {D_0}Sh{c_2}{t_A} = - DSh{c_1}{t_B} + \lambda DSx\)

\( \Rightarrow 1000 \cdot 10 \cdot 4200 \cdot 44 = - 900 \cdot 10 \cdot 2100 \cdot {t_B} + 3,35 \cdot {10^5} \cdot 900 \cdot 6 \Rightarrow {t_B} \approx - {2^o}C\)

Trả lời ngắn: -2

Chú ý: Bình B chứa nước đá tạo thành do làm lạnh nước đã đổ vào bình từ trước nên xem như khi đổ nước từ bình A vào thì nước không thể tràn xuống dưới để đẩy nước đá lên trên được