Автор Тема: Какая масса льда была положена в сосуд с водой?  (Прочитано 21164 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Fiz

  • Гость
В сосуд, содержащий массу воды m = 10 кг при температуре t = 10 °С, положили лед, имеющий температуру t2 = -50 °С, после чего температура образовавшейся смеси оказалась равной θ = -4 °С. Какая масса m2 льда была положена в сосуд? Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг⋅К) и удельная теплоемкость льда с2 = 2,1 кДж/(кг⋅К). Удельная теплота плавления льда λ = 0,33 МДж/кг.
« Последнее редактирование: 23 Января 2011, 11:49 от alsak »

Оффлайн alsak

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1976
  • Рейтинг: +8/-0
  • Не делает ошибок тот, кто ничего не делает
Происходит теплообмен между двумя телами (вода при температуре t и лед при температуре t2). Так как температура образовавшейся смеси θ = –4 °С меньше температуры плавления льда (t0 = 0 °С), то вода массой m охладится до t0, кристаллизуется (замерзнет), и получившийся лед массой m охладиться до температуры смеси θ. Все Q должны быть отрицательными, т.к. тело отдает тепло, поэтому

Q1 = c⋅m⋅(t0t) – m⋅λ + c2m⋅(θ – t0).

Лед неизвестной массы m2 нагреется от температуры t2 до θ, поэтому

Q2 = c2m2⋅(θ – t2),

где Q2 > 0, т.к. тело получает тепло.

Запишем уравнение теплового баланса для двух тел:

Q1 + Q2 = 0 или
c⋅m⋅(t0t) – m⋅λ + c2m⋅(θ – t0) + c2m2⋅(θ – t2) = 0.

Тогда
 
\[ m_{2} = m \cdot \frac{c \cdot \left(t - t_{0} \right) + \lambda + c_{2} \cdot \left(t_{0} - \Theta \right)}{c_{2} \cdot \left(\Theta - t_{2} \right)}, \]

m2 = 39 кг.

 

Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24