Câu hỏi:

Gọi: * $m_d = 80g = 0.08kg$ là khối lượng nước đá * $m_n = 0.4kg$ là khối lượng nước * $m_{Al} = 0.2kg$ là khối lượng cốc nhôm * $t_1 = 0°C$ là nhiệt độ ban đầu của nước đá * $t_2 = 20°C$ là nhiệt độ ban đầu của nước và cốc nhôm * $\lambda = 3.4 * 10^5 J/kg$ là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá * $c_{Al} = 880 J/kg.K$ là nhiệt dung riêng của nhôm * $c_n = 4180 J/kg.K$ là nhiệt dung riêng của nước * $t$ là nhiệt độ cuối cùng của hệ Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tan hoàn toàn: $Q_1 = m_d * \lambda = 0.08 * 3.4 * 10^5 = 27200 J$ Nhiệt lượng cần thiết để nước đá (sau khi tan) tăng nhiệt độ từ $0°C$ lên $t$: $Q_2 = m_d * c_n * (t - t_1) = 0.08 * 4180 * (t - 0) = 334.4t$ Nhiệt lượng do nước và cốc nhôm tỏa ra để giảm nhiệt độ từ $20°C$ xuống $t$: $Q_3 = (m_n * c_n + m_{Al} * c_{Al}) * (t_2 - t) = (0.4 * 4180 + 0.2 * 880) * (20 - t) = (1672 + 176) * (20 - t) = 1848 * (20 - t) = 36960 - 1848t$ Phương trình cân bằng nhiệt: $Q_1 + Q_2 = Q_3$ $27200 + 334.4t = 36960 - 1848t$ $2182.4t = 9760$ $t = 9760 / 2182.4 \approx 4.47 °C$ Kết quả gần nhất là 5°C hoặc 10°C. Tính toán lại với giả định t = 5°C và t = 10°C, ta thấy t = 5°C chưa đủ để làm tan hết đá. Vậy đáp án gần đúng nhất là 10°C.