Bài 38.6* trang 90 Sách bài tập Lý 10 : Người ta thả cục nước đá ở 0°C vào chiếc cốc bằng đồng khối lượng...

Người ta thả cục nước đá ở 0°C vào chiếc cốc bằng đồng khối lượng 0,20 kg đặt ở trong nhiệt lượng kế, trong cốc đồng đựng 0,70 kg nước ở 25°C. Khi cục nước đá vừa tan hết thì nước trong cốc đồng có nhiệt độ là 15,2°C và khối lượng của nước là 0,775 kg. Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá. Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K và của nước là 4180 J/kg. Bỏ qua sự mất mát nhiệt do truyền ra bên ngoài.

Hướng dẫn trả lời:

Gọi λ là nhiệt nóng chảy riêng của cục nước đá khối lượng m₀, còn c₁, m₁, c₂, m₂ là nhiệt dung riêng và khối lượng của cốc đồng và của lượng nước đựng trong cốc.

– Lượng nhiệt do cốc đồng và lượng nước đựng trong cốc ở t₁ = 25°C toả ra để nhiệt độ giảm tới t = 15,2°C có giá trị bằng :

Q = (c₁m₁ + c₂m₂) (t₁ -t)

– Lượng nhiệt do cục nước đá ở t₀ = 0°C thu vào để tan thành nước ở t = 15,2°C có giá trị bằng :

Q’ = m₀(λ + c₂t)

Theo nguyên lí cân bằng nhiệt, ta có :

Q’ = Q => m₀(λ + c₂t) = (c₁m₁ + c₂m₂) (t₁– t)

Từ đó suy ra :  (lambda = {{left( {{c_1}{m_1} + {c_2}{m_2}} ight)left( {{t_1} – t} ight)} over {{m_0}}} – {c_2}t)

Thay số với chú ý m₀ = 0,775 – 0,700 = 0,075 kg, ta tìm được :

(lambda = {{left( {380.0,200 + 4180.0,700} ight).left( {25,0 – 15,2} ight)} over {0,075}} – 4180.15,2 approx 3,{3.10^5}(J/kg))