Question

решите пожалуйста, даю 50 баллов

Answer 1

Ответ:

m(лед, равновесие) = 0

t = 1,7 градус Цельсия

Объяснение:

дано:

m(лед) = 50 г = 50 × 10^(-3) кг

m(вода) = 0,5 кг

t(лед) = -10 C

t(вода) = 10 C

с(вода) = 4200 Дж / (кг × C)

c(лед) = 2100 Дж / (кг × C)

лямбда = 340 кДж/кг = 340 × 10^3 Дж/кг

найти:

m(лед, равновесие)

t

решение:

1. вычислим количество теплоты, которое необходимо, чтобы расплавить лед

Q(лед в воду) = лямбда × m(лед)

Q(лед в воду) = 340 × 10^3 × 50 × 10^(-3) = 17000 Дж

2. вычислим количество тепдоты, которое отдает вода при охлаждении до t0 = 0 градусов Цельсия

Q(вода) = c(вода) × m(вода) × ( t(вода) - t0 )

Q(вода) = 4200 × 0,5 × (10 - 0) = 4200 × 5 = 21000 Дж

3. получили, что

Q(лед в воду) < Q(вода)

это означает, что весь лед растает.

m(лед, равновесие) = 0 г

получившееся вода нагреется до определенной t, а уже имеющаяся вода охладится до этой t.

4. составим уравнение теплового баланса

получат = отдадут (количество теплоты)

Q(лед в воду) + Q(лед, который стал водой) = Q(вода)

Q(лед, который стал водой) = c(вода) × m(лед) × (t - t0)

Q(вода) = c(вода) × m(вода) × (t(вода) - t)

общая формула:

лямбда × m(лед) + c(вода) × m(лед) × (t - t0) = c(вода) × m(вода) × (t(вода) - t)

лямбда × m(лед) + c(вода) × m(лед) × t - c(вода) × m(лед) × t0 = c(вода) × m(вода) × t(вода) - c(вода) × m(вода) × t

c(вода) × m(лед) × t + c(вода) × m(вода) × t = c(вода) × m(вода) × t(вода) - лямбда × m(лед) + c(вода) × m(лед) × t0

t × ( c(вода) × (m(лед) + m(вода)) ) = c(вода) × m(вода) × t(вода) - лямбда × m(лед) + c(вода) × m(лед) × t0

t = ( c(вода) × m(вода) × t(вода) - лямбда × m(лед) + c(вода) × m(лед) × t0 ) / ( c(вода) × (m(лед) + m(вода)) )

5. подставим значения

t = ( 4200 × 0,5 × 10 - 17000 + 4200 × 50 × 10^(-3) × 0 ) / ( 4200 × (50 × 10^(-3) + 0,5) ) = (21000 - 17000) / 2310 = 4000 / 2310 = 1,7 C