Người ta thả cục nước đá ở 0oC vào chiếc cốc bằng đồng khối lượng 0,20 kg

Bài 38: Sự chuyển thể của các chất

Bài 38.7 trang 92 Sách bài tập Vật Lí 10: Người ta thả cục nước đá ở 0^oC 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^oC. Khi cục nước đá vừa tan hết thì nước trong cốc đồng có nhiệt độ là 15,2^oC 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.

Lời giải:

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^oC toả ra để nhiệt độ giảm tới t = 15,2^oC có giá trị bằng :

Q = (c₁m₁ + c₂m₂) (t₁ -t)

- Lượng nhiệt do cục nước đá ở t₀ = 0^oC thu vào để tan thành nước ở t = 15,2^oC 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 :

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