В теплоизолированный сосуд поместили лед массой m = 4 кг при температуре t1=50°C и налили воды m2= 0,5 кг при температуре t2=10 °C. Найдите температуру в сосуде после установления теплового равновесия.
Ответы
Ответ дал:
1
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
Qлед + Qвода = 0
где Qлед - теплота, выделяющаяся при плавлении льда, Qвода - теплота, поглощаемая водой при нагревании до температуры равновесия.
Теплота, выделяющаяся при плавлении льда, равна:
Qлед = m * L,
где L - удельная теплота плавления льда, равная 334 кДж/кг.
Теплота, поглощаемая водой при нагревании до температуры равновесия, равна:
Qвода = m2 * c * Δt,
где c - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 кДж/(кг*°C), Δt - изменение температуры воды от t2 до температуры равновесия.
Таким образом, уравнение закона сохранения энергии принимает вид:
m * L + m2 * c * Δt = 0
Подставляя численные значения, получаем:
4 * 334 + 0,5 * 4,18 * Δt = 0
Откуда:
Δt = -334 / (0,5 * 4,18) ≈ -40
Так как Δt отрицательно, то температура в сосуде после установления теплового равновесия будет ниже температуры плавления льда, то есть около -10°C.
Qлед + Qвода = 0
где Qлед - теплота, выделяющаяся при плавлении льда, Qвода - теплота, поглощаемая водой при нагревании до температуры равновесия.
Теплота, выделяющаяся при плавлении льда, равна:
Qлед = m * L,
где L - удельная теплота плавления льда, равная 334 кДж/кг.
Теплота, поглощаемая водой при нагревании до температуры равновесия, равна:
Qвода = m2 * c * Δt,
где c - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 кДж/(кг*°C), Δt - изменение температуры воды от t2 до температуры равновесия.
Таким образом, уравнение закона сохранения энергии принимает вид:
m * L + m2 * c * Δt = 0
Подставляя численные значения, получаем:
4 * 334 + 0,5 * 4,18 * Δt = 0
Откуда:
Δt = -334 / (0,5 * 4,18) ≈ -40
Так как Δt отрицательно, то температура в сосуде после установления теплового равновесия будет ниже температуры плавления льда, то есть около -10°C.
Вас заинтересует
3 месяца назад
4 месяца назад
4 месяца назад
2 года назад
2 года назад