Đáp án:
Mực nước hạ xuống so với khi vừa thả cục nước đá là 0,94mm
Giải thích các bước giải:
Sự thay đổi mức nước trong bình là do thể tích nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu không có sự nở vì nhiệt thì không sảy ra sự thay đổi mức nước vì áp suất tác dụng lên đáy khi vừa thả cục nước đá và khi cục nước đá tan hết là như nhau.
Gọi M là khối lượng nước trong bình nhiệt lượng kế, T là nhiệt độ khi cân bằng, ta có phương trình :
\(\begin{array}{l}
\lambda m + mC\left( {T - {T_0}} \right) = MC\left( {{T_1} - T} \right)\\
\Rightarrow T = \dfrac{{M{T_1} + m{T_0} - \dfrac{{m\lambda }}{C}}}{{m + M}} = 24,{83^o}C
\end{array}\)
Gọi V0 là thể tích hỗn hợp nước và nước đá với khối lượng m +M khi vừa thả đá vào bình.
Ta có:
\({V_0} = 200 + \dfrac{{10}}{{0,9}} = 211c{m^3}\)
Khi cân bằng nhiệt thể tích nước và nước đá ( chủ yếu là nước ) đều giảm Thể tích giảm là:
\(\Delta V = {V_0}\beta \left( {T - {T_1}} \right)\)
Do đó mực nước thay đổi là:
\(\Delta h = \dfrac{{\Delta V}}{S} = \dfrac{{{V_0}\beta \left( {T - {T_1}} \right)}}{S} = - 0,94mm\)