Question

Щоб охолодити 200 г. води температурою 80°С ,у неї кладуть 150 г. льоду температурою -2°С.Визначте кінцеву температуру води.Тепловими витратами знехтуйте.

Answer 1

M1=0.2 кг
t1=80*с
c1=4200 Дж/кг
m2=0.15 кг
t2=-2*с
c2=2100 Дж/кг
t3=0*с
l=330000 Дж/кг
t4-?
Q1=c2*m2*(t3-t2)
Q2=l*m2
Q3=c1*m1*(t1-t4)
Q1+Q2=Q2
2100*0.15*2+330000*0.15=4200*0.2*(80-t4)
630+49500=840*(80-t4)
50130=67200-840*t4
-17070=-840*t4
t4=20.3*c

Answer 2

Для вирішення цього завдання ми можемо скористатися принципом збереження енергії:

Енергія, яка передається від гарячої води до льоду, дорівнює енергії, яку поглине лід, тобто:

маса_води * специфічна_теплоємність_води * (кінцева_температура - початкова_температура) = маса_льоду * специфічна_теплоємність_льоду * (кінцева_температура - початкова_температура)

де:

• маса_води = 200 г
• специфічна_теплоємність_води - специфічна теплоємність води, приблизно 4.186 Дж/(г°C)
• початкова_температура = 80°C
• маса_льоду = 150 г
• специфічна_теплоємність_льоду - специфічна теплоємність льоду, приблизно 2.09 Дж/(г°C)
• кінцева_температура - невідома температура води після досягнення теплової рівноваги з льодом

Ми можемо обчислити кінцеву температуру:

200 г * 4.186 Дж/(г°C) * (кінцева_температура - 80°C) = 150 г * 2.09 Дж/(г°C) * (кінцева_температура - (-2°C))

800.8 * (кінцева_температура - 80) = 313.5 * (кінцева_температура + 2)

800.8 * кінцева_температура - 800.8 * 80 = 313.5 * кінцева_температура + 313.5 * 2

800.8 * кінцева_температура - 313.5 * кінцева_температура = 313.5 * 2 + 800.8 * 80

487.3 * кінцева_температура = 26052.4

кінцева_температура = 26052.4 / 487.3

кінцева_температура ≈ 53.4°C

Отже, кінцева температура води після досягнення теплової рівноваги з льодом становить приблизно 53.4°C.