Question

В железном ведре массой 1,2 кг находится 5 кг воды при температуре 20С. Сколько льда температурой –10С надо положить в ведро, чтобы температура воды понизилась до 12С? Теплообменом с окружающей средой пренебречь. Пожалуйста срочно!!!

Answer 1

Ответ:

По уравнению теплового баланса

Q1+Q2+Q3=0. ( Q1 - количество теплоты, полученное чайником, Q2 -кол. теплоты, полученное водой, Q3 -кол. теплоты, отданное бруском ).

Q1=c1*m1*( t - t1). ( c1 -удельная теплоемкость стала=460Дж/кг*град, m1 -масса чайника=1,2кг, t -общая температура, после установления теплового равновесия=25град, t1 -начальная температура=20град) .

Q2=c1*m2*( t - t1) ( c2 -удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m2 -масса воды=1,9кг )

Q3=c3*m3*( t - t2). ( c3 -удельная теплоемкость бруска, m3 - его масса=1,5кг, t2 -начальная температура бруска=100град) . подставим

c1*m1*(t - t1 ) + c2*m2*(t - t1 ) + c3*m3*( t - t3 )=0 выразим с3.

c3*m3*( t - t3) = - c1*m1*(t - t1 ) - c2*m2*( t - t1).

c3= ( - c1*m1*( t - t1) - c2*m2*( t - t1 )) / ( m3*(t - t3 )).

c3= ( - 460*1,2*( 25 - 20 ) - 4200*1,9*( 25 - 20)) / ( 1,5*( 25 - 100 ) =380Дж/кг*град. ( это медь).

Объяснение:

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобится знать тепловую емкость воды и льда. Тепловая емкость (или теплоёмкость) - это количество теплоты, необходимое для повышения температуры вещества на единицу массы на один градус Цельсия.

Для воды тепловая емкость составляет около 4,18 Дж/(г·°C), а для льда около 2,09 Дж/(г·°C).

Пусть x - масса льда, которую нужно добавить в ведро, чтобы понизить температуру воды. Тогда можно записать уравнение для сохранения теплового баланса:

Тепло, полученное от льда = Тепло, переданное воде

Масса льда x умноженная на его тепловую емкость (2,09 Дж/(г·°C)) умноженная на изменение температуры (12°C - (-10°C)) должно быть равно массе воды (5 кг) умноженной на её тепловую емкость (4,18 Дж/(г·°C)) умноженную на изменение температуры (12°C - 20°C):

x * 2,09 * (12 - (-10)) = 5 * 4,18 * (12 - 20)

Вычислим это:

x * 2,09 * 22 = 5 * 4,18 * (-8) 46,18x = -167,2 x = -167,2 / 46,18 x ≈ -3,62 г

Масса льда не может быть отрицательной, поэтому решение не имеет физического смысла. Возможно, была допущена ошибка при записи условия задачи или в формуле.