Một bình cách nhiệt chứa 1,50 kg nước ở 80°C. Thả vào bình 0,40 kg nước đá ở 0°C. Tính nhiệt độ cân bằng của hệ.
Giải thích
Trước hết cần kiểm tra xem nước đá có tan hết hay không.
Nếu nước hạ từ \({80^ \circ }C\)xuống \({0^ \circ }C\), nhiệt lượng nước có thể tỏa ra là \(Q = 1,5 \times 4200 \times 80 = 504000\,{\rm{J}}\)
Nhiệt lượng cần để làm tan hoàn toàn nước đá là \({Q_{nc}} = 0,4 \times 3,4 \times {10^5} = 136000\,{\rm{J}}\).
Vì \(504000 > 136000\), toàn bộ nước đá tan hết.
Sau khi đá tan hết, nước nóng tiếp tục tỏa nhiệt để đun nóng lượng nước vừa tan.
Theo phương trình cân bằng nhiệt: \(1,5 \times 4200\left( {80 - t} \right) = 136000 + 0,4 \times 4200t\).
Suy ra: \(6300\left( {80 - t} \right) = 136000 + 1680t\).
Hay: \(504000 - 6300t = 136000 + 1680t\).
Suy ra: \(368000 = 7980t\).
Do đó: \(t \approx 46,{1^ \circ }C\).
Đáp án: 46,1