Question

Допоможіть, будь ласка, даю 50 БАЛІВ!!

Answer 1

Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати принцип збереження енергії.

Згідно з принципом збереження енергії:

Енергія, витрачена на нагрівання води + енергія, витрачена на плавлення льоду = зміна енергії системи.

Спочатку розглянемо нагрівання води:

Q1 = m * c * ΔT,

де:
Q1 - енергія, витрачена на нагрівання води (джоулі),
m - маса води (кг),
c - специфічна теплоємність води (приблизно 4186 Дж/кг·°C),
ΔT - зміна температури.

Маса води m = 2 л = 2 кг (1 л води має масу 1 кг).

ΔT = температура, в яку вода повинна нагрітися - температура, яку ми шукаємо - T.

Тепер розглянемо плавлення льоду:

Q2 = m * L,

де:
Q2 - енергія, витрачена на плавлення льоду (джоулі),
L - теплота плавлення льоду (приблизно 334,000 Дж/кг).

Маса льоду m = 0,2 кг (200 г).

Зміна енергії системи:

ΔE = Q1 + Q2,

де ΔE = 0, оскільки енергія в системі не змінюється.

Тепер можемо записати рівняння для задачі:

Q1 + Q2 = 0,

m * c * ΔT + m * L = 0,

2 кг * 4186 Дж/кг·°C * (T - 30°C) + 0,2 кг * 334,000 Дж/кг = 0.

Розв'язуємо це рівняння відносно T:

2 * 4186 * (T - 30) + 0.2 * 334000 = 0,

8372 * (T - 30) + 66800 = 0,

8372 * (T - 30) = -66800,

T - 30 = -66800 / 8372,

T - 30 ≈ -7.98,

T ≈ 22.02°C.

Таким чином, температура, яка встановиться в посудині, становитиме приблизно 22.02°C після додавання льоду.