Đáp án:
$m_{2}≈0,264$
Giải thích các bước giải:
$m=100g=0,1kg$
$c=2100J/kg.K$
$λ=3,4.10^{5} J/kg$
$m_{1}=125g=0,125kg$
$c_{1}=380J/kg.K$
$c_{2}=4200J/kg.K$
$m_{2}=?$
Vì cần làm tan một nửa lượng nước đá trên nên nhiệt lượng mà nước và nhiệt lượng kế tỏa ra không đủ để làm chảy hoàn toàn khối nước đá
⇒ Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là $0^{o}C$
Gọi khối lượng nước cần đổ vào trong nhiệt lượng kế là $m_{2}(kg)$
Nhiệt lượng nước ở $20^{o}C$ tỏa ra để hạ xuống $0^{o}C$ là :
$Q_{tỏa}=m_{2}.c_{2}.Δt=m_{2}.4200.(20-0)=84000m_{2}(J)$
Nhiệt lượng mà khối nước đá và nhiệt lượng kế thu vào để tăng lên $0^{o}C$ là :
$Q_{thu_{1}}=(m_{1}.c_{1}+m.c).Δt'=(0,125.380+0,1.2100).(0+20)=5150(J)$
Nhiệt lượng để một nửa khối nước đá nóng chảy là :
$Q_{thu_{2}}=λ.\frac{m}{2} =3,4.10^{5} .\frac{0,1}{2} =17000(J)$
Tổng nhiệt lượng nước đá và nhiệt lượng kế đã thu vào là :
$Q_{thu}=Q_{thu_{1}}+Q_{thu_{2}}=5150+17000=22150(J)$
Phương trình cân bằng nhiệt :
$Q_{tỏa}=Q_{thu}$
$84000m_{2}=22150$
$105000m_{2}=265200$
$m_{2}≈0,264$
Vậy khối lượng nước trong nhiệt lượng kế là $0,264kg$