Question

Чтобы получить больше питьевой воды во время зимней рыбал ки рыбак опустил свежевыпавший снег при температуре 41 = 0°C в термос с горячей водой, начальная температура которой = = 84°С. После наступления теплового равновесия в термосе установилась температура 43 = 18°С. Определите, насколько увеличилась масса воды в термосе, если ее начальная мас са м = 250 г. Потерями энергии пренебречь. Удельная тепло- емкость воды с = 4,2 кДж кг.°С удельная теплота плавления сне га2=3,3-105 Дж .​

Answer 1

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии.

Первоначально в термосе находилась горячая вода с начальной температурой 84°C и массой 250 г. После наступления теплового равновесия, температура в термосе установилась на 18°C.

Для определения увеличения массы воды в термосе, мы можем использовать формулу:

Qгорячая + Qснег = Qконечная

где Qгорячая - количество теплоты, полученной от горячей воды,
Qснег - количество теплоты, полученной от снега,
Qконечная - общее количество теплоты в конечном состоянии термоса.

Количество теплоты Qгорячая можно определить следующим образом:

Qгорячая = мгорячая * c * ΔTгорячая

где мгорячая - масса горячей воды,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔTгорячая - изменение температуры горячей воды.

Аналогично, количество теплоты Qснег можно определить:

Qснег = мснег * c * ΔTснег

где мснег - масса снега,
ΔTснег - изменение температуры снега.

После наступления теплового равновесия, температура в термосе составила 18°C, поэтому:

Qконечная = мконечная * c * ΔTконечная

где мконечная - общая масса воды после наступления теплового равновесия,
ΔTконечная - изменение температуры после наступления теплового равновесия.

Мы знаем, что температура снега была 0°C, а температура начальная была 84°C. Температура после наступления теплового равновесия равна 18°C. Таким образом:

ΔTгорячая = 84 - 18 = 66°C
ΔTснег = 0 - 18 = -18°C
ΔTконечная = 18 - 18 = 0°C

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение:

мгорячая * c * ΔTгорячая + мснег * c * ΔTснег = мконечная * c * ΔTконечная

250г * 4,2кДж/кг°C * 66°C + мснег * 4,2кДж/кг°C * (-18°C) = мконечная * 4,2кДж/кг°C * 0°C

Упрощая уравнение, получаем:

10500кДж + мснег * (-756)кДж = 0

мснег * (-756)кДж = -10500кДж

мснег = -10500кДж / (-756)кДж

мснег ≈ 13,89 г

Таким образом, масса снега, который растворился и увеличил массу воды в термосе, составляет около 13,89 г.