в калометре находится 1.5 кг воды при темпиратуре 20 градусов, положили

В калометре находится 1.5 кг воды при темпиратуре 20 градусов, положили 1 кг льда при темпиратуре -10 градусов. какая темпиратура будет в калометре

Задать свой вопрос
1 ответ

Дано:

Масса воды: \bf m_1 = 1,5 кг.

Исходная температура воды: \bf t_1 = 20\; ^\circC.

Масса льда: \bf m_2 = 1 кг.

Исходная температура льда: \bf t_2 = -10\; ^\circC.

Температура плавления льда: \bf t_3 = 0\; ^\circC.

Отыскать необходимо температуру баланса: t - ?

Решение:

0. Теплота, приобретенная с остывания воды тратится в первую очередь на нагревания льда до температуры кипения, потом на его плавление (вероятно частичное), то есть: Q_1 = Q_2 + Q_3.

1. Так как масса воды довольно малюсенька, сложно осознать, хватит ли теплоты с её остывания на все "запланированные" процессы. Вода очень может остыть до температуры кристаллизации (та же, что и плавления льда), то есть до \bf t_3. Кристаллизация воды проходить не будет точно, беря во внимание, что начальная температура воды 20 С. Чтоб понять, на каком шаге полученная теплота завершится, сходу же будем проводить вычисления.

2. Максимальная теплота остывания воды, которую можно получить: Q_1 = c_1m_1(t_1 - t_3), где c_1 = 4200 Дж/(кг С) - удельная теплоёмкость воды.

Численно: Q_1 = 4200\cdot 1,5\cdot (20 - 0) = 126000 (Дж).

3. Теплота нагревания льда: Q_2 = c_2m_2(t_3 - t_2), где c_2 = 2100 Дж/(кг С) - удельная теплоёмкость льда.

Численно: Q_2 = 2100\cdot1\cdot\big(0 - (-10)\big) = 21000 (Дж).

4. На плавление осталось теплоты: \Delta Q = Q_1 - Q_2.

Численно: \Delta Q = 126000 - 21000 = 105000 (Дж).

4. Теплота плавления льда: Q_3 = \lambda m_2, где \lambda = 3,3\cdot 10^5 Дж/кг - удельная теплота плавления льда.

Численно: Q_3 = 3,3\cdot10^5\cdot 1 = 330000 (Дж).

5. Так как Q_3 gt; \Delta Q, то лёд растает не стопроцентно. Мы могли бы вычислить и массу растаявшего льда, но условие этого не требует.

Вывод: теплоты, полученной с остывания воды до нуля градусов по Цельсию будет довольно, чтоб подогреть 1 кг льда при температуре -10 С до температуры плавления и часть растопить.

Если интересно, растопить выйдет приблизительно 0,318 кг льда.

Ответ: 0 С.

, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт