Для охолодження води масою 200 г за температури 54 0С у воду опускають лід, температура якого 0 0С. Визначте масу льоду, якщо кінцева температура води 15 0С.Питома теплоємність води с = 4200 Дж/кг ⋅ 0С, питома теплота плавлення льоду λ = 327 кДж/кг. Теплообмін з навколишнім середовищем не враховувати. З розв'язком.
Ответы
Ответ:
Спочатку визначимо, скільки тепла потрібно відібрати воді, щоб охолодитися з 54 0С до 0 0С:
Q1 = c * m * ΔT = 4200 * 0.2 * (54 - 0) = 453600 Дж
Далі, щоб перетворити лід на воду при температурі 0 0С, потрібно відібрати також певну кількість тепла:
Q2 = λ * mл
де mл - маса льоду.
Тепер, коли лід перетворився на воду, потрібно визначити, скільки тепла потрібно додати, щоб нагріти воду з 0 0С до 15 0С:
Q3 = c * m * ΔT = 4200 * 0.2 * (15 - 0) = 126000 Дж
Загальна кількість тепла, яку потрібно відібрати з води, щоб охолодити її та перетворити лід на воду, дорівнює:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 453600 + λ * mл + 126000
З іншого боку, маса льоду, який потрібно додати, щоб відібрати таку кількість тепла, дорівнює:
mл = Q / λ = (453600 + 126000) / 327000 = 2.1 кг
Отже, маса льоду, який потрібно додати, щоб охолодити воду масою 200 г з 54 0С до 15 0С, дорівнює 2.1 кг.