1. У теплоізольовану посудину теплоємністю 2 кДж/к, яка містить 2 кг води при температурі 33°С, вкинули шматочок льоду масою 300г при температурі -30°С. Вода якої маси замерзне, або лiд якої маси розтане пiсля встановлення теплової рівноваги.
Ответы
Ответ:
Дaно:
Ск=2 кДж/°С;
mв=2 кг;
t1=33 °C;
t2=-30 °C;
mл=300 г=300*10^-3 кг=0,3 кг;
Знайти mл.
Складаємо рівняння теплового балансу:
Qк+Qв=Qл+Qпл;
Ск*t1+Cв*mв*(t1-t)=mл*Cл*(t-t2)+mл*Лл;
2. Після встановлення теплової рівноваги, температура льоду і води повинна дорівнювати нулю, тоді:
t1*(Ск+Св*mв)=mл*(Cл*-t2+Лл), звідси знаходимо масу льоду:
mл=t1*(Ск+Св*mв)/(-Сл*t2+Лл)=33*((2*10^3+(4,2*10^3)*2/(2,1*10^3)*30+332*10^3=0,87 кг=870 г>300 г, що не задовільняє умові завдання.
Таким чином у посудині повинно бути 870 грам льоду. Маса води, яка залишиться у посудині, буде рівна:
mв'=mв-mл=2-0,87=1,13 кг.
Объяснение:
Qк-кількість теплоти, яка виділяється калориметром;
Qв-кількість теплоти, яка виділяється при охолодженні води;
Qл-кількість теплоти, яка виділяється при нагріванні льоду;
Qпл-кількість теплоти, яка виділяється при плавленні льоду;
Св=4,2*10^3 Дж/кг*°С-питома теплоємність води;
Сл=2,1*10^3 Дж/кг*°С-питома теплоємність льоду;
Лл-питома теплота плавлення льоду;