LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 12·10 / 2026

NHIET · 0635 phút

Cân bằng nhiệt có chuyển thể

Đá tan hết hay còn đá, so Q₁ với Q₂

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (đá tan hết)

Thả 0,1 kg0{,}1\ \text{kg} đá 0 ∘C0\,^\circ\text{C} vào 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 30 ∘C30\,^\circ\text{C} (bỏ qua hao phí và bình). Tìm trạng thái và nhiệt độ cuối.

Giải. Nước nhả tối đa: Q1=0,5⋅4180⋅30=62 700 JQ_1=0{,}5\cdot4180\cdot30=62\,700\ \text{J}. Đá cần để tan hết: Q2=0,1⋅3,34⋅105=33 400 JQ_2=0{,}1\cdot3{,}34\cdot10^5=33\,400\ \text{J}. Vì Q1>Q2Q_1>Q_2, đá tan hết và t>0t>0. 0,5⋅4180 (30−t)=33 400+0,1⋅4180 t⇒62 700−2090 t=33 400+418 t0{,}5\cdot4180\,(30-t)=33\,400+0{,}1\cdot4180\,t\Rightarrow62\,700-2090\,t=33\,400+418\,t ⇒t=29 3002508≈11,7 ∘C\Rightarrow t=\dfrac{29\,300}{2508}\approx11{,}7\,^\circ\text{C}.

Ví dụ 2 (còn đá)

Thay đá bằng 0,3 kg0{,}3\ \text{kg} ở 0 ∘C0\,^\circ\text{C} (cùng 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 30 ∘C30\,^\circ\text{C}). Kết quả?

Giải. Q1=62 700 JQ_1=62\,700\ \text{J}; Q2=0,3⋅3,34⋅105=100 200 J>Q1Q_2=0{,}3\cdot3{,}34\cdot10^5=100\,200\ \text{J}>Q_1: đá chỉ tan một phần, nhiệt độ cuối 0 ∘C0\,^\circ\text{C}. Khối lượng đá tan: mt=62 7003,34⋅105≈0,188 kgm_t=\dfrac{62\,700}{3{,}34\cdot10^5}\approx0{,}188\ \text{kg}; còn lại 0,3−0,188≈0,112 kg0{,}3-0{,}188\approx0{,}112\ \text{kg} đá cùng 0,5+0,188=0,688 kg0{,}5+0{,}188=0{,}688\ \text{kg} nước.

Ví dụ 3 (đá ở nhiệt độ âm)

Thả 0,2 kg0{,}2\ \text{kg} đá −10 ∘C-10\,^\circ\text{C} vào 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 40 ∘C40\,^\circ\text{C}. Tìm trạng thái cuối.

Giải. Q1=0,5⋅4180⋅40=83 600 JQ_1=0{,}5\cdot4180\cdot40=83\,600\ \text{J}. Đá cần: lên 0 ∘C0\,^\circ\text{C}: 0,2⋅2100⋅10=4200 J0{,}2\cdot2100\cdot10=4200\ \text{J}; tan hết: 66 800 J66\,800\ \text{J}; tổng Q2=71 000 J<Q1Q_2=71\,000\ \text{J}<Q_1: đá tan hết. 0,5⋅4180 (40−t)=71 000+0,2⋅4180 t⇒83 600−2090 t=71 000+836 t⇒t=12 6002926≈4,3 ∘C0{,}5\cdot4180\,(40-t)=71\,000+0{,}2\cdot4180\,t\Rightarrow83\,600-2090\,t=71\,000+836\,t\Rightarrow t=\dfrac{12\,600}{2926}\approx4{,}3\,^\circ\text{C}.

Q₁ nước nhả tối đa: 83 600 J

Bước 1 / 4

Nước xuống nhả tối đa .

Ví dụ 4 (hơi nước vào nước lạnh)

Dẫn 2020 g hơi nước 100 ∘C100\,^\circ\text{C} vào 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 20 ∘C20\,^\circ\text{C} (bỏ qua bình). Tìm tt.

Giải. Kiểm: nước thu tối đa 0,5⋅4180⋅80=167 200 J0{,}5\cdot4180\cdot80=167\,200\ \text{J}; hơi ngưng hết toả 0,02⋅2,26⋅106=45 200 J<167 2000{,}02\cdot2{,}26\cdot10^6=45\,200\ \text{J}<167\,200: hơi ngưng hết, t<100t<100. 45 200+0,02⋅4180 (100−t)=0,5⋅4180 (t−20)45\,200+0{,}02\cdot4180\,(100-t)=0{,}5\cdot4180\,(t-20) 45 200+8360−83,6 t=2090 t−41 800⇒95 360=2173,6 t⇒t≈43,9 ∘C45\,200+8360-83{,}6\,t=2090\,t-41\,800\Rightarrow95\,360=2173{,}6\,t\Rightarrow t\approx43{,}9\,^\circ\text{C}.

Ví dụ 5 (còn hơi)

Dẫn 0,1 kg0{,}1\ \text{kg} hơi nước 100 ∘C100\,^\circ\text{C} vào 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 20 ∘C20\,^\circ\text{C}. Kết quả?

Giải. Nước thu tối đa 167 200 J167\,200\ \text{J}; hơi ngưng hết toả 0,1⋅2,26⋅106=226 000 J>167 2000{,}1\cdot2{,}26\cdot10^6=226\,000\ \text{J}>167\,200: hơi ngưng một phần, nhiệt độ cuối 100 ∘C100\,^\circ\text{C}, khối lượng ngưng 167 2002,26⋅106≈0,074 kg\dfrac{167\,200}{2{,}26\cdot10^6}\approx0{,}074\ \text{kg}.

Ví dụ 6 (lượng đá tối thiểu)

Cần ít nhất bao nhiêu kg đá 0 ∘C0\,^\circ\text{C} để làm 0,5 kg0{,}5\ \text{kg} nước 30 ∘C30\,^\circ\text{C} hạ xuống 0 ∘C0\,^\circ\text{C}?

Giải. Điều kiện biên: nhiệt nước nhả bằng nhiệt làm tan hết đá: 62 700=m⋅3,34⋅105⇒m≈0,188 kg62\,700=m\cdot3{,}34\cdot10^5\Rightarrow m\approx0{,}188\ \text{kg}. Dùng nhiều hơn mức này nước vẫn 0 ∘C0\,^\circ\text{C} nhưng còn đá dư.

Tiếp theoLuyện tập →