Question

Какая установится окончательная температура, если 500г льда при температуре 0 погрузить в 4л воды при температуре 30 ?

Answer 1

Какая установится окончательная температура, если 500 г льда при температуре 0 градусов цельсия погрузить в 4 л воды при температуре 30 градусов цельсия?
Ответ должен быть приблизительно 18 градусов цельсия. Нужна только формула, пожалуйста   M1 = 500 г = 0.5 кгm2 (воды) = pV = 0,004 * 1000 = 4 кгt1 = 30 Ct2 = 0 CL = 330000 Дж/кгc = 4200 Дж/кг * Кt3 - ?Q = LmQ = cm(t2-t1)Q = 33 * 10^4 * 0.5 = 165 000 Дж = 165 кДж.Для того, чтобы определить изменение температуры, необходимо знать, сколько теплоты отдает вода при охлаждении на 1 С:Q = cmdTQ = 4200 * 4 * 1 = 16800 Дж.Теперь найдем изменение температуры при таянии льда:165 000/16800 = 9.8 СНайдем изменение температуры:30 - 9.8 = 20.2 СТеперь мы имеем воду при температуре 20.2 С массой 4 кг и воду при температуре 0 С массой 0.5 кг. Ну и теперь, зная отношение масс ( 8:1) можем найти температуру смеси:T = 20.2 * 8/9 = 18 C.

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно учесть тепловой баланс между льдом и водой, который определяет, сколько тепла будет поглощено или выделимо, когда лед начнет плавиться и превращаться в воду.

Первым шагом является определение количества тепла, которое необходимо для плавления 500 г льда при температуре 0 градусов Цельсия. Это можно вычислить, используя удельную теплоту плавления льда, которая равна 334 Дж/г:

Q1 = m1 * L1 = 500 г * 334 Дж/г = 167000 Дж

где Q1 - количество тепла, необходимое для плавления льда, m1 - масса льда, L1 - удельная теплота плавления льда.

Затем нужно определить количество тепла, которое выделяется, когда вода охлаждается с 30 градусов до окончательной температуры, что будет зависеть от теплоемкости воды и разницы в температурах:

Q2 = m2 * c * ΔT

где Q2 - количество тепла, выделяющееся при охлаждении воды, m2 - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - разница в температурах (30 - Tф), где Tф - окончательная температура.

Масса воды равна 4 л * 1000 г/л = 4000 г.

Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г*°C.

Теперь мы можем решить уравнение для Tф:

Q1 = Q2

m1 * L1 = m2 * c * ΔT

500 г * 334 Дж/г = 4000 г * 4,18 Дж/г*°C * (30 - Tф)

167000 Дж = 50240 (30 - Tф)

167000 Дж / 50240 = 30 - Tф

Tф = 30 - (167000 Дж / 50240) ≈ 26,7°C

Таким образом, окончательная температура будет около 26,7 градусов Цельсия.