Trong một bình có chứa m1=1kg nước ở t1=10 độ C. Người ta thả vào bình một cục nước đá có khối lượng m2= 4kg ở t2= -10 độ C. Cho nhiệt dung riêng của nước, của nước đá và nhiệt nóng chảy của nước đá lần lượt là c1=4200 J/kg*K, c2=1800 J/kg*K, lamđa=340000J/kg. Nước đá có tan hết không. Tính nhiệt độ chung của hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt. Tính lượng nước có trong bình khi đó

Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng từ `-10^oC` lên `0^oC` là:

`Q_1 = m_2 . c_2 . (t - t_2) = 4 . 1800 . (0 + 10) = 72000J`

Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm từ `10^oC` xuống `0^oC` là:

`Q_2 = m_1c_1 . (t_1 - t) = 1 . 4200 . (10 - 0) = 42000J`

Vì `Q_1 > Q_2` nên nước đá chưa tan hết, nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp nhỏ hơn `0^oC`.

Nhiệt lượng 1kg nước tỏa ra để đông đặc là:

`Q_3 = m_1 . \lambda = 1 . 340000 = 340000J`

Do `Q_1 < Q_2 + Q_3` nên nước bị đông đặc một phần, nhiệt độ cân bằng của hệ thống là `0^oC`.

Gọi `m` là khối lượng nước bị đóng băng.

Ta có: `Q_(tỏa) = Q_(thu)`

`⇔ m_1c_1(t_1 - t) + m . \lambda = m_2c_2(t - t_2)`

`⇔ 1 . 4200 . (10 - 0) + 340000m = 4 . 1800 . (0 + 10)`

`⇔ 340000m = 30000`

`⇔ m = 0,088kg`

Khối lượng nước trong bình khi đó: `m' = m_1 - m = 1 - 0,088 = 0,912kg`