CHÚC BẠN HỌC TỐT !!!!!!!!!!
Đáp án:
Nước đá tan hết.
Nhiệt độ cân bằng khoảng $19,524^oC$.
Khối lượng nước là $4,4 kg$.
Giải thích các bước giải:
$m_1 = 4 (kg)$
$t_1 = 30^oC$
$m_2 = 0,4 (kg)$
$t_2 = - 10^oC$
$c_1 = 4200 (J/kg.K)$
$c_2 = 1800 (J/kg.K)$
$\lambda = 34.10^4 (J/kg)$
Nhiệt lượng nước tỏa ra từ $30^oC$ đến $0^oC$ là:
$Q_1 = m_1c_1(t_1 - 0)$
$= 4.4200.30$
$= 504000 (J)$
Nhiệt lượng nước đá thu vào từ $- 20^oC$ đến khi nóng chảy thành nước hoàn toàn là:
$Q_2 = m_2c_2(0 - t_2) + m_2\lambda$
$= 0,4.1800.10 + 0,4.34.10^4$
$= 143200 (J)$
Vì $Q_1 > Q_2$ nên nước đá nóng chảy hoàn toàn.
Nhiệt độ chung của hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt là $t^oC$.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
$Q_{tỏa} = Q_{thu}$
`<=> m_1c_1(t_1 - t) = m_2c_1(t - 0) + Q_2`
`<=> Q_1 - m_1c_1t = m_2c_1t + Q_2`
`<=> (m_1 + m_2)ct = Q_1 - Q_2`
`<=> t = {Q_1 - Q_2}/{(m_1 + m_2)c}`
`= {504000 - 143200}/{(4 + 0,4).4200}`
`= 410/21 ~~ 19,524^oC`
Khối lượng nước trong bình sau khi cân bằng nhiệt là:
$m = m_1 + m_2 = 4 + 0,4 = 4,4 (kg)$
