Nhiệt lượng nước đá nhận vào để tăng từ t₁ = - 10⁰C

            Q₁ = m₁c_đ(0 – t₁)= 10.2100.10 = 2,1.10⁵ J                                                          

Nhiệt lượng nước đá ở 0⁰C nhận vào để nóng chảy thành nước

            Q₂ = .m₁ = 3,3.10⁵.10 = 33.10⁵J                                                            

Nhiệt lượng nước đá ở 0⁰Cnhận vào để tăng nhiệt độ đến 100⁰C

            Q₃ = m₁c_n(100 – 0) = 10.4200.100 = 42.10⁵ J                                        

Ta thấy Ta thấy Q₁ + Q₂ + Q₃ = 77,1.10⁵J nhỏ hơn nhiệt lượng cung cấp Q = 200.10⁵J  nên một phần nước hoá thành hơi .                                          

            Gọi m₂ là lượng nước hoá thành hơi ,ta có :

              m₂ =  Q-(Q1+Q2+Q3)/L                                          

            Vậy lượng nước còn lại trong bình

             m^/ = m₁ – m₂ =10 –5,34 = 4,66kg

Đáp án:

Khối lượng nước còn trong bình là m' = 4,66kg 

Giải thích các bước giải:

Tóm tắt:

\(\left\{ \begin{array}{l}
{m_1} = 10kg\\
{c_d} = 2100J/kg.K\\
{c_n} = 4200J/kg.K\\
Q = {2.10^7}J\\
\lambda  = {330.10^3}J/kg\\
L = 2,{3.10^6}J/kg\\
m' = ?
\end{array} \right.\) 

Nhiệt lượng cần để đun nước từ $-10^{o}C$ đến $0^{o}C$ là:

\[{Q_1} = {m_1}{c_d}\left( {0 - {t_1}} \right) = 10.2100.\left( {0 - \left( { - 10} \right)} \right) = 210000J\]

Nhiệt lượng cần để nóng chảy lượng nước đá là:

\[{Q_2} = \lambda {m_1} = {330.10^3}.10 = 3300000J\]

Nhiệt lượng cần để đun nước sôi từ $0^{o}C$ là:

\[{Q_3} = {m_1}{c_n}\left( {100 - 0} \right) = 10.4200.100 = 4200000J\]

Vì \({Q_1} + {Q_2} + {Q_3} < Q\left( {7710000J < {{2.10}^7}J} \right)\)

do đó nhiệt lượng tiếp tục cung cấp để hóa hơi nước.

Gọi m là lượng nước bị bay hơi 

       m' là lượng nước còn lại

Ta có: 

\[\begin{array}{l}
m = \dfrac{{Q - {Q_1} - {Q_2} - {Q_3}}}{L} = \dfrac{{{{2.10}^7} - 7710000}}{{2,{{3.10}^6}}} = 5,34kg\\
m + m' = {m_1} \Rightarrow m' = {m_1} - m = 10 - 5,34 = 4,66kg
\end{array}\]