Question

У відрі знаходиться 5 л води при 50°С . Скільки льоду ,що має температуру 0 °С, може розтанути у цій воді ? Теплообміном з оточуючими тілами знехтувати.

Answer 1

Вода охолоджується до 0 °С,, а лід тане. Об'єм води в літрах дорівнює її масі в кілограмах. Маємо рівняння

сm₁Δt = λm₂; m₂ = сm₁Δt/λ = 4200·5·50/340000=3,1 кг.

Відповідь: 3,1 кг.

Answer 2

Для розрахунку, скільки льоду розтанує в 5 літрах води при 50 °C, використовуємо поняття теплоємності води.

Теплоємність (C) - це кількість тепла, яку необхідно передати одиниці речовини для підвищення її температури на 1 °C.

Для води теплоємність становить близько 4.186 Дж/(г°C).

Для розрахунку маси льоду, яка розтане, використовуємо формулу:

Q = m * C * ΔT

де: Q - кількість тепла (в джоулях), m - маса речовини (у грамах), C - теплоємність речовини (в Дж/(г°C)), ΔT - зміна температури (в °C).

Припустимо, що маса льоду, яка розтане, дорівнює m грам.

Початкова температура води (T1) = 50 °C Кінцева температура води (T2) = 0 °C Теплообмін з оточуючими тілами знехтувати, тобто жодне тепло від оточуючого середовища не передається в систему або не виходить з неї.

Тоді зміна температури (ΔT) = T2 - T1 = 0°C - 50°C = -50°C (припускаємо, що вода зовсім охолола)

Тепло, яке звільнилось при охолодженні води до 0 °C, становитиме тепло, яке необхідно для розтановлення льоду:

Q = m * C * ΔT

Підставимо відповідні значення:

Q = m * 4.186 Дж/(г°C) * (-50°C)

Тепер розрахуємо масу льоду (m):

m = Q / (C * ΔT)

m = (-50°C) / (4.186 Дж/(г°C) * (-50°C))

m = 0.238 г

Отже, при таких умовах приблизно 0.238 г льоду розтане в 5 л води при 50 °C.