У посудині міститься 0,7 л води, яка має температуру 34,6°С. Визнач температуру, що встановиться в посудині, якщо в неї покласти 229,7 г льоду, температура якого 0 °С.
Питома теплоємність води с=4200Дж/(кг∙℃), питома теплота плавлення льоду λ=332 кДж/кг=332000Дж/кг.
Відповідь заокругли до цілого числа.
Ответы
Ответ:
Для того, щоб визначити температуру, яка встановиться в посудині, потрібно знайти кількість теплоти, яке льодо віддає воді, щоб розплавитися і нагрітися до температури води.
Кількість теплоти, яка потрібна для плавлення льоду:
```
Q = m * λ
```
де m - маса льоду, кг;
λ - питома теплота плавлення льоду, Дж/кг.
Відповідно до умови задачі, m = 229,7 г = 0,2297 кг, λ = 332000 Дж/кг.
Підставивши ці значення в рівняння, отримаємо:
```
Q = 0,2297 кг * 332000 Дж/кг = 76392,4 Дж
```
Кількість теплоти, яке потрібно для нагрівання льоду до температури води:
```
Q = c * m * Δt
```
де c - питома теплоємність води, Дж/(кг∙℃);
Δt - різниця температур, ℃.
Відповідно до умови задачі, c = 4200 Дж/(кг∙℃), Δt = 34,6°С - 0°С = 34,6°С.
Підставивши ці значення в рівняння, отримаємо:
```
Q = 4200 Дж/(кг∙℃) * 0,2297 кг * 34,6°С = 31721,92 Дж
```
Загальна кількість теплоти, яка віддається льодом:
```
Q = 76392,4 Дж + 31721,92 Дж = 108114,32 Дж
```
Ця кількість теплоти буде передана воді, яка нагріється до температури, при якій кількість теплоти, що виділяється водою, дорівнюватиме кількості теплоти, що віддається льодом.
Кількість теплоти, яка виділяється водою при нагріванні:
```
Q = c * m * Δt
```
де c - питома теплоємність води, Дж/(кг∙℃);
m - маса води, кг;
Δt - різниця температур, ℃.
Відповідно до умови задачі, c = 4200 Дж/(кг∙℃), m = 0,7 л * 1000 г/л = 700 г.
Підставивши ці значення в рівняння, отримаємо:
```
Q = 4200 Дж/(кг∙℃) * 700 г * Δt
```
Звідси:
```
Δt = Q / (c * m)
```
```
Δt = 108114,32 Дж / (4200 Дж/(кг∙℃) * 700 г)
```
```
Δt = 2,41 °С
```
Отже, кінцева температура води становить:
t = t_1 + Δt
t = 34,6 °С + 2,41 °С
t = 37,01 °С
Заокруглюючи до цілого числа, отримаємо:
t = 37 °С
Відповідь: кінцева температура води становить 37 °С.
Объяснение: