Để giải quyết bài toán này, trước tiên chúng ta cần phân tích các hiện tượng vật lý xảy ra khi viên nước đá được đặt vào cốc nước ở nhiệt độ khác nhau:

• Khi nước đá (có nhiệt độ 0°C) được đặt vào cốc nước ở nhiệt độ 20°C, một phần nước đá hấp thụ nhiệt từ nước và tan chảy thành nước có nhiệt độ 0°C.
• Trong quá trình này, nhiệt truyền từ nước (20°C) sang nước đá để làm tan chảy nó, nhưng nhiệt độ của nước đá luôn bằng 0°C cho đến khi nó tan hết (nhiệt độ của nước đá không thay đổi).
• Nước đá tan chảy làm tăng khối lượng của phần nước vì nước đá trở thành nước lỏng.
• Nhiệt độ của nước sẽ giảm xuống vì nó truyền nhiệt để làm tan nước đá, nên nhiệt độ của nước giảm, không phải tăng.
• Do sự bảo toàn khối lượng trong hệ kín không có bất kỳ sự trao đổi chất nào ra ngoài (không có sự bay hơi đáng kể), khối lượng tổng hợp của cả nước đá và nước không thay đổi, mà chỉ có khối lượng nước tăng lên do nước đá chuyển thành nước.

Vì vậy, phân tích 4 phương án đưa ra ta có:

• A. Tảng nước đá còn lại có nhiệt độ tăng: Sai vì nhiệt độ của nước đá vẫn là 0°C cho đến khi tan chảy hết.
• B. Nhiệt độ của nước tăng: Sai vì nước truyền nhiệt cho nước đá, dẫn đến giảm nhiệt độ nước.
• C. Khối lượng của nước tăng: Đúng vì nước đá tan chảy thành nước làm tăng thêm khối lượng nước.
• D. Tổng khối lượng của nước đá và nước giảm: Sai vì khối lượng được bảo toàn.

Đáp án đúng là C. Khối lượng của nước tăng.

• Lưu ý rằng nhiệt độ của nước đá không thay đổi trong quá trình tan chảy, nó chỉ thay đổi sau khi tan chảy hoàn toàn và tiếp tục hấp thụ nhiệt để tăng nhiệt độ.
• Hiểu rõ khái niệm bảo toàn khối lượng, trong hệ kín và không có phản ứng hóa học xảy ra. Tổng khối lượng luôn được bảo toàn.
• Cần phân biệt giữa nhiệt độ và khối lượng để tránh nhầm lẫn trong các phương án loại suy.