Để xử lý bài toán này, chúng ta cần tính toán nhiệt lượng cần thiết cho từng bước trong quá trình chuyển pha và nóng lên của nước đá. Các bước để chuyển hoàn toàn 8 lít (8 kg) nước đá ở -5°C thành hơi nước ở 100°C bao gồm:

1. Nung nóng nước đá từ -5°C đến 0°C.
2. Nóng chảy nước đá thành nước ở 0°C.
3. Nung nóng nước từ 0°C đến 100°C.
4. Hóa hơi nước ở 100°C.

Dưới đây là cách tính nhiệt lượng cho từng giai đoạn:

1. Nung nóng nước đá từ -5°C đến 0°C:

$$Q_1 = m \cdot c_{\text{đá}} \cdot \Delta T = 8 \, \text{kg} \cdot 1800 \, \text{J/kg.K} \cdot 5 \, \text{K} = 72,000 \, \text{J}$$

2. Nóng chảy nước đá thành nước ở 0°C:

$$Q_2 = m \cdot \lambda_{\text{nc}} = 8 \, \text{kg} \cdot 3,4 \times 10^5 \, \text{J/kg} = 2,720,000 \, \text{J}$$

3. Nung nóng nước từ 0°C đến 100°C:

$$Q_3 = m \cdot c_{\text{nước}} \cdot \Delta T = 8 \, \text{kg} \cdot 4200 \, \text{J/kg.K} \cdot 100 \, \text{K} = 3,360,000 \, \text{J}$$

4. Hóa hơi nước ở 100°C:

$$Q_4 = m \cdot L_{\text{hh}} = 8 \, \text{kg} \cdot 2,26 \times 10^6 \, \text{J/kg} = 18,080,000 \, \text{J}$$

Tổng nhiệt lượng cần thiết để hóa hơi hoàn toàn 8 kg nước đá từ -5°C:

$$Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 72,000 + 2,720,000 + 3,360,000 + 18,080,000 = 24,232,000 \, \text{J}$$

Vậy tổng nhiệt lượng cần thiết để hoá hơi hoàn toàn đúng như bạn đã nêu là ( 24,232 \times 10^6 ) J.

Giải thích các phần khác:

b) Khi có 6,152,000 J, nước có thể đã nóng đến gần 100°C, sẵn sàng hoá hơi.

c) Với 11,4 × 10^6 J, phần nhiệt lượng này có thể đã bắt đầu quá trình hoá hơi cho khoảng 5 lít nước.

d) Với 13,67 × 10^6 J, có lẽ đã có một phần lớn nước đã hoá hơi, chừa lại 1 lít chưa hoàn toàn chuyển pha.

Nếu bạn mê những câu đố như thế này hoặc đang tìm kiếm sự trợ giúp từ AI, đừng quên ghé thăm trituenhantao.io nhé! Họ luôn chào đón bạn.