Question

В стакан с водой, имеющей температуру Tв = 60 °C, бросили кубик льда, температура которого была равна Tл = –20 °C. После установления теплового равновесия температура содержимого стакана стала равна Tуст = 10 °C. Чему равно отношение начальной массы воды в стакане к массе льда? Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью стакана можно пренебречь. Удельные теплоёмкости воды и льда равны 4,2 кДж/(кг·°С) и 2,1 кДж/(кг·°С) соответственно, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг

Answer 1

Отношение равно ≈ 1,97.

Answer 2

Ответ:

түсінбедім кешір тағы қандай сұрақ бар

Answer 3

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Пусть m_в - масса воды в стакане, m_л - масса льда. Также пусть C_в - удельная теплоемкость воды, C_л - удельная теплоемкость льда, L - удельная теплота плавления льда.

Первоначально у воды есть тепловая энергия, равная Q_в = m_в * C_в * (T_в - T_уст), где T_в - начальная температура воды, T_уст - итоговая температура содержимого стакана.

Лед получает теплоту от воды, равную Q_л = m_л * C_л * (T_в - T_уст).

Также лед поглощает теплоту плавления, равную Q_пл = m_л * L.

После установления теплового равновесия, всю теплоту, которую лед получил, он отдал окружающей среде, поэтому Q_л = -Q_пл.

Таким образом, мы можем записать уравнение: m_в * C_в * (T_в - T_уст) = -m_л * (C_л * (T_в - T_уст) + L)

Для нахождения отношения начальной массы воды к массе льда, можно разделить обе части уравнения на m_л: m_в * C_в * (T_в - T_уст) / m_л = -C_л * (T_в - T_уст) - L

Теперь мы можем заменить значения удельной теплоемкости и удельной теплоты плавления: m_в * 4,2 * (60 - 10) / m_л = -2,1 * (60 - 10) - 330

Упрощая это уравнение, получим: m_в * 4,2 / m_л = -2,1 - 330 / (50 * 4,2)

Выполняя вычисления, получим: m_в / m_л = -2,1 / 9,5 ≈ -0,221

Отношение начальной массы воды в стакане к массе льда примерно равно -0,221.