В медном сосуде массой m1 = 400 г находится m2 = 500 г воды при T1 = 40ºС. В воду бросили кусок льда при температуре T2 = - 10ºС. Когда установилось тепловое равновесие, остался нерасплавленный лёд массой m4 = 75 г. Определить начальную массу льда.
Остывая от начальной температуры Т1 = 40ºС, сосуд и вода отдадут теплоту на нагрев льда от начальной его температуры T 2 = -10 C до нуля градусов (T3 = 0 C) и последующее его плавление. Заметим, что из условия, что остался кусок нерасплавленного льда, следует, что конечная температура смеси вода-лед в медном сосуде равна нулю градусов Цельсия - ведь вся теплота будет идти на плавление льда, температура же воды, достигнув нуля, не будет меняться до тех пор, пока лед полностью не расплавится.
Обозначим начальную массу льда m3 и составим уравнение теплового баланса:
m_1_1(T_1-T_3)+m_2C_2(_1-T_3)=m_2C_3(T_3-T_2)+(m_3-m_4)\lambdaDouble subscripts: use braces to clarify
Обозначим начальную массу льда m3 и составим уравнение теплового баланса:
m_1_1(T_1-T_3)+m_2C_2(_1-T_3)=m_2C_3(T_3-T_2)+(m_3-m_4)\lambda
где С1, С2, С3 - удельные теплоемкости соответственно меди, воды и льда. Лямбда - удельная теплота плавления льда. Все эти величины гуглим и вместе с заданными величинами массы и температуры подставляем в уравнение теплового баланса:
0,4*385*(40-0)+0,5*4187*(40-0)=m_3*2060*(0-(-10))+(m_3-0,075)*335000
0,4*385*(40-0)+0,5*4187*(40-0)=m_3*2060*(0-(-10))+(m_3-0,075)*335000
Осталось из последнего уравнения выразить и вычислить искомую начальную массу льда m3. Но это уже чистая арифметика. Калькулятор Вам в помощь!
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.