Автор Тема: Чтобы охладить воду, в нее бросают кусочки льда  (Прочитано 8426 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

kirill5555

  • Гость
Чтобы охладить V = 4,5 л воды от t1 = 30 °C  до t2 = 10 °C в воду бросают кусочки льда при температуре t3 = 0 °C. Какое количество льда потребуется для охлаждения воды?
« Последнее редактирование: 03 Декабря 2011, 07:02 от alsak »

Оффлайн alsak

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1976
  • Рейтинг: +8/-0
  • Не делает ошибок тот, кто ничего не делает
Происходит теплообмен между двумя телами (воды при температуре t1 и льда при температуре t3). При этом теплая вода остывает и выделяет количество теплоты Q1 равное

Q1 = c⋅m⋅(t2t1),

где Q1 < 0, т.к. тело отдает тепло, m = ρ⋅V, ρ = 1⋅103 кг/м3 — плотность воды, c = 4,19⋅103 Дж/(кг⋅К) — удельная теплоемкость воды.
Так как температура образовавшейся смеси t2 = 10 °С больше температуры плавления льда (t3 = 0 °С), и лед находится при температуре плавления, то лед сразу начнет плавиться, а затем полученная вода нагреется от t3 до t2. При этом понадобится количество теплоты Q2 равное

Q2 = m2⋅λ + c⋅m2⋅(t2t3),

где Q2 > 0, т.к. тело получает тепло, m2 — масса льда, λ = 3,3⋅105 Дж/кг — удельная теплота плавления льда.

Запишем уравнение теплового баланса для двух тел:

Q1 + Q2 = 0 или

c⋅m⋅(t2t1) + m2⋅λ + c⋅m2⋅(t2t3) = 0.
Тогда
\[ m_{2} =-\frac{m\cdot c\cdot \left(t_{2} -t_{1} \right)}{\lambda +c\cdot \left(t_{2} -t_{3} \right)} =\frac{\rho \cdot V\cdot c\cdot \left(t_{1} -t_{2} \right)}{\lambda +c\cdot \left(t_{2} -t_{3} \right)}, \]
m2 = 1 кг.

Примечание. Не совсем корректный вопрос. Что надо найти: количество вещества, массу, объем и т.п.?

 

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