Question

Помогите пожалуйста!!!
В теплоизолированный сосуд ,в котором находится 0,5 кг льда при температуре -10°С ,налили 1 кг воды при температуре 10°С . Определите массу воды в сосуде после установления теплового равновесия.Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь.(желательно с решением)

Answer 1

Ответ:

после установления теплового равновесия в сосуде осталось 1.49 кг воды

Объяснение:

Первым шагом необходимо выяснить, сколько теплоты нужно передать льду, чтобы его температура поднялась до 0°С и он превратился в воду. Это можно сделать, используя формулу для теплоты плавления:

Q1 = m1 * Lf

где Q1 - теплота плавления, m1 - масса льда, Lf - удельная теплота плавления.

Для льда Lf = 334 кДж/кг.

Q1 = 0.5 кг * 334 кДж/кг = 167 кДж

Теперь нужно выяснить, сколько теплоты нужно передать льду и воде, чтобы они нагрелись до температуры равновесия. Для этого можно использовать формулу для теплоемкости:

Q2 = (m1 * c1 * ΔT) + (m2 * c2 * ΔT)

где Q2 - теплота, переданная системе, m1 - масса льда, c1 - удельная теплоемкость льда, m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость льда c1 = 2090 Дж/(кгК), удельная теплоемкость воды c2 = 4184 Дж/(кгК).

Изначально лед находится при температуре -10°С, а вода - при температуре 10°С. После установления теплового равновесия температура обоих веществ будет равна 0°С. Значит, ΔT = 0°С - (-10°С) = 10°С.

Q2 = (0.5 кг * 2090 Дж/(кгК) * 10°С) + (1 кг * 4184 Дж/(кгК) * 10°С) = 62 220 Дж

Теперь можно вычислить, сколько массы воды осталось в сосуде после установления теплового равновесия. Для этого нужно разделить полученную теплоту на удельную теплоемкость воды:

m2 = Q2 / (c2 * ΔT) = 62 220 Дж / (4184 Дж/(кг*К) * 10°С) = 1.49 кг

Ответ: после установления теплового равновесия в сосуде осталось 1.49 кг воды.