До якої температури треба нагріти алюмінієвий куб, щоб він, покладений на лід, повністю в нього занурився? Температура льоду 0°С.
Ответы
Ответ:
Дано: Рішення:
алюміній (1) Будемо виходити з того, що та кількість теплоти, яку
лід (2) нагрітий алюмінієвий куб має віддати льоду, і яка
t0 = 0°С визначається за формулою Qн=c1m1(t1–t0), повністю
t1 = ? витрачається на плавлення льоду, тобто на ту теплоту,
кількість якої визначається за формулою Qпл=λ2m2. Іншими словами, будемо виходити з того, що у відповідності з рівнянням теплового балансу c1m1(t1–t0) = λ2m2. А оскільки t0=0°С, то c1m1t1 = λ2m2.
Враховуючи, що m=ρV, а також виходячи з того, що об’єм алюмінієвого куба (V1) має дорівнювати об’єму ним розплавленого льоду (V1=V2), можна записати c1ρ1V1t1 = λ2ρ2V2, або c1ρ1t1 = λ2ρ2. Звідси t1 = λ2ρ2/c1ρ1, де
ρ2=0,9·103кг/м3; ρ1=2,7·103кг/м3; с1=880Дж/кг°С; λ2=3,35·105Дж/кг.
Розрахунки: t1 = 3,35·105·0,9·103/880·2,7·103 = 127°С
Відповідь: ta = 127°С.