лёд массой 20 кг при температуре -20 градусов опущен в 20 л воды при температуре 70 градусов. Какая масса растаявшего льда
Ответы
Ответ:14.8 кг
Объяснение: mл = 20 кг.
n
t1 = - 20 °С.
n
t2 = 0 °С.
n
Vв = 20 л = 0,02 м3.
n
ρ = 1000 кг/м3.
n
t3 = 70 °С.
n
Cл = 2100 Дж/кг *°С.
n
Cв = 4200 Дж/кг *°С.
n
q = 3,4 *105 Дж/кг.
n
Qл - ?
n
Qв - ?
n
Необходимое количество для плавления льда Qл будет суммой: Qл = Q1 + Q2, где Q1 - количество теплоты необходимое для нагревания льда от температуры t1 до температуры плавления льда t2, Q2 - количество теплоты необходимое на самого плавления.
n
Q1 = Сл *mл *(t2 - t1).
n
Q2 = q *mл.
n
Qл = 2100 Дж/кг *°С *20 кг *(0 °С - (- 20 °С)) + 3,4 *105 Дж/кг *20 кг = 7640000 Дж.
n
Количество теплоты Qв, которое выделится при остывании воды выразим по формуле: Qв = Св *mв *(t3 - t2).
n
Массу воды выразим формулой: mв = Vв *ρ.
n
Qв = 4200 Дж/кг *°С *0,02 м3*1000 кг/м3 *(70 °С - 0 °С)= 5880000 Дж.
n
Сл *mл *(t2 - t1) + q *mл" = Qв.
n
mл" = (Qв - Сл *mл *(t2 - t1))/ q.
n
mл" = (5880000 Дж - 2100 Дж/кг *°С *20 кг *(0 °С - (- 20 °С))/ 3,4 *105 Дж/кг = 14,8 кг.
n
Ответ: расплавится только mл" = 14,8 кг льда.