Để xác định nhiệt độ của một bếp lò người ta làm như sau: Bỏ vào lò một khối đồng hình lập phương có canh a= 2cm, sau đó lấy khối đồng bỏ trên một tảng nước đá ở 00C. khi có cân bằng nhiệt , mặt trên của đồng chìm dưới mặt nước đá 1 đoạn b=1cm. Biết khối lượng riêng của đồng là D0=8900kg/m3, nhiệt dung riêng của đồng c0 =400J/kg.k, nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.105J/kg.k, khối lượng riêng của nước đá D= 900kg/m3. Giả sử nước đá chỉ tan có dạng hình hộp có tiết diện bằng tiết diện khối đồng.

Đáp án:

128,9°C

Giải thích các bước giải:

Thể tích khối đồng là:

   V = 2.2.2 = 8 (cm³) = 8.10^-6 (m³)

Khối lượng của khối đồng là:

   m = D.V = 8900. 8.10^-6 = 0,0712 (kg)

Nhiệt lượng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt từ t₁ xuống 0°C:

   Q_tỏa = m_đ.c0.( t₁ – 0) = 0,0712.400.t₁ = 28,48t₁

Thể tích nước đá bị nóng chảy là:

   12.10^-6.900 = 10,8.10^-3

Khối lượng nước đá nóng chảy là: 10,8.10^-3 

Nhiệt lượng nước đá thu vào khi nóng chảy:

   Q thu = λ. mnước = 3,4.10⁵. 10,8.10^-3 = 3672 (J)

Vì xem hai vật chỉ trao đổi nhiệt cho nhau nên ta có: Q_tỏa = Q_thu

   Hay : 28,48t₁ = 3672

   => t₁ = 128,9°C

Vậy nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là 128,9°C hay nhiệt độ của lò là 128,9°C.