Какую массу льда температурой 0°С необходимо погрузить в воду массой 2 кг при температуре 33°С, чтобы лёд полностью растаял?
Ответ
2.5/5
(2 оценки)
2
Мозг
Отвечающий
Для решения этой задачи нам нужно использовать уравнение теплового баланса, которое гласит, что количество теплоты, которое выделяется или поглощается в процессе изменения температуры, равно нулю. Так как лед должен полностью растаять, то его конечная температура будет равна 0 °C.
Мы можем использовать следующую формулу, чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q = m * L
где Q - количество теплоты, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда, которая равна 334 Дж/г.
Также нам нужно рассчитать количество теплоты, которое выделяется водой при ее охлаждении с 33 °C до 0 °C. Мы можем использовать следующую формулу для расчета количества теплоты:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, которая равна 4.184 Дж/(г·°C), ΔT - изменение температуры воды, которое равно 33 °C - 0 °C = 33 °C.
Так как количество теплоты, выделяемое при охлаждении воды, должно быть равно количеству теплоты, необходимому для плавления льда, мы можем приравнять два уравнения:
m * L = m * c * ΔT
Разрешая это уравнение относительно m, получаем:
m = (c * ΔT) / L
Подставляя известные значения, получаем:
m = (4.184 Дж/(г·°C) * 33 °C) / 334 Дж/г = 0.414 г
Таким образом, необходимо погрузить в воду 0.414 г льда при температуре 0 °C, чтобы лед полностью растаял.