Question

чтобы получить больше питьевой воды во время зимней рыбалки рыбак опустил свежевыпавший снег при температуре t¹=0⁰С в термос с горячей водой, начальная температура которой t²=84⁰С. После наступления теплового равновесия в термосе установилась температура t³=18⁰С. Определите, насколько увеличилась масса воды в термосе, если ее начальная масса m¹=250г. Потерями энергии пренебречь. Удельная теплоемкость воды с=4,2КДж/кг•⁰С, удельная теплота плавления снега (ламбда)=3,3•10⁵Дж/кг.​

Answer 1

Ответ:

Масса воды в термосе увеличилась приблизительно на 170 г.

Объяснение:

Массу горячей воды обозначил m₂ в соответствии с индексом ее температуры t₂.

Дано:

t₁ = 0°С

t₂ = 84°С

t₃ = 18°С

m₂ = 250 г = 0,25 кг

с = 4200 Дж/(кг·°С​)

λ = 330000 Дж/кг

m₁ - ?

——————————————

Уравнение теплового баланса:

$Q_1 = Q_2$

Q₁ - количество теплоты, затраченное на плавление снега и нагрев полученной воды до установившейся температуры:

$Q_1 = \lambda m_1 + m_1c(t_3 - t_1) = m_1(\lambda + c(t_3 - t_1))$

Q₂ - количество теплоты, отданного горячей водой при охлаждении:

$Q_2 = m_2c(t_2 - t_3)$

Приравняем:

$m_1(\lambda + c(t_3 - t_1)) = m_2c(t_2 - t_3)$

И решим относительно m₁:

$m_1 = \dfrac{m_2c(t_2 - t_3)}{(\lambda + c(t_3 - t_1))}$

Расчет:

m₁ = 0,25 кг · 4200 Дж/(кг·°С​)(84°С-18°С) / (330000 Дж/кг + 4200 Дж/(кг·°С​) · 18°С) = 69300 Дж / 405600 Дж/кг ≈ 0,17 кг = 170 г

#SPJ1