В воду массой 500г положили лед, температура которого 0 градусов цельсия. Начальная температура воды...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
теплоемкость вода лед плавление температура удельная теплота масса градусы Цельсия джоуль килограмм физика термодинамика
0

В воду массой 500г положили лед, температура которого 0 градусов цельсия. Начальная температура воды 10 градусов. Скольконужно взять льда, чтобы он только растаял? Удельная теплоемкость воды равна 4200дж/(кг*С), удельная теплота плавления льда - 340кДж/кг.

avatar
задан 2 месяца назад

1 Ответ

0

Для решения этой задачи необходимо воспользоваться принципом сохранения энергии. В данном случае, энергия, потерянная водой при охлаждении, будет равна энергии, необходимой для плавления льда.

Вот шаги для решения:

  1. Определим количество тепла, которое вода отдаст при охлаждении.

    Формула для вычисления тепла, которое теряет вода при изменении температуры: [ Q{\text{вода}} = m{\text{вода}} \cdot c{\text{вода}} \cdot \Delta T{\text{вода}} ] где:

    • ( m_{\text{вода}} ) — масса воды,
    • ( c_{\text{вода}} ) — удельная теплоемкость воды,
    • ( \Delta T_{\text{вода}} ) — изменение температуры воды.

    Дано:

    • ( m_{\text{вода}} = 500 ) г = 0.5 кг (переводим в килограммы),
    • ( c_{\text{вода}} = 4200 ) Дж/(кг·°C),
    • ( \Delta T_{\text{вода}} = 10 - 0 = 10 ) °C.

    Подставляем значения в формулу: [ Q_{\text{вода}} = 0.5 \cdot 4200 \cdot 10 = 21000 \text{ Дж} ]

  2. Определим количество тепла, необходимого для плавления льда.

    Формула для вычисления тепла, необходимого для плавления льда: [ Q{\text{лед}} = m{\text{лед}} \cdot \lambda ] где:

    • ( m_{\text{лед}} ) — масса льда,
    • ( \lambda ) — удельная теплота плавления льда.

    Дано:

    • ( \lambda = 340 ) кДж/кг = 340000 Дж/кг (переводим в джоули).

    Подставляем значения в формулу: [ Q{\text{лед}} = m{\text{лед}} \cdot 340000 ]

  3. Уравняем количество тепла, отданного водой, и количество тепла, необходимого для плавления льда.

    [ Q{\text{вода}} = Q{\text{лед}} ] [ 21000 = m_{\text{лед}} \cdot 340000 ]

  4. Решим уравнение для нахождения массы льда ( m_{\text{лед}} ).

    [ m_{\text{лед}} = \frac{21000}{340000} = 0.06176 \text{ кг} ]

    Переведем массу льда в граммы: [ m_{\text{лед}} = 0.06176 \cdot 1000 = 61.76 \text{ г} ]

Таким образом, чтобы лед, температура которого 0 °C, только растаял, нужно взять примерно 61.76 г льда.

avatar
ответил 2 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме