Người ta đun một hỗn hợp gồm kg một chất rắn X dễ nóng chảy và m kg nước đá trong một nhiệt lượng kế cách nhiệt nhờ một dây đun điện có công suất không đổi. Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp chứa trong nhiệt lượng kế là -400C. Dùng một nhiệt kế nhúng vào nhiệt lượng kế và theo dõi sự phụ thuộc nhiệt độ của hỗn hợp theo thời gian T thì được đồ thị phụ thuộc có dạng như hình 2. Hãy xác định nhiệt nóng chảy của chất X và nhiệt dung riêng của nó ở trạng thái lỏng. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là c = 2100J/kg.độ, của chất rắn X ở trạng thái rắn là c1 = 1200J/(kg.độ). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế.
Giải chi tiết:
Bỏ qua quá trình trao đổi nhiệt trên đồ thị ứng với ba khoảng thời gian: T1 = 10 phút;
phút;
phút .
Và có hai khoảng nhiệt độ tăng: ∆t1 = 200C; ∆t2 = 200C.
Gọi công suất đun điện là P, nhiệt lượng nó tạo ra trong khoảng thời gian T là : Q = P.T
- Xét đoạn OA: Nước đá + chất X ở trạng thái rắn cùng hấp thụ nhiệt:
(C + Cx1)m∆t1 = PT1
- Xét đoạn AB: chỉ có suất X hấp thụ nhiệt để nóng chảy hoàn toàn:
λx.m = PT2.
- Xét đoạn BC: Nước đá + chất X ở trạng thái lỏng cùng hấp thụ nhiệt (C + Cx2)m∆t2 = PT3
Từ (1) và (2), ta có:
=> 
=> 
Từ (3) và (1), ta có:
=> 
=> 
= 2300 (J/kg.độ)