Question

A9. в Сосуд, содержащий лед массой m при температуре 00C, доливают воду массой 1 кг при температуре 700С. После установленятеплового равновесия масса Льда стала равной 2,1 КГ. Определитьпервоначальную массу m льда.Удельная теплоемкость воды С=4 200 Дж/(кг-К), удельная теплотаПлавления льда 330 кДж/кг, теплоемкостью сосуда пренебречь.1) 3,5 кг2) 4 КГ3) 3 КГ4) 25 КГ5) 4,5 КГ35​

Answer 1

3) 3 кг

Объяснение:

Тепло, которое выделит долитая вода при охлаждении от 70 до 0 °C, будет равно

Q(1)=сm(t'-t),

где t'=0°С; t=70°С; с=4200 Дж/(кг•K); m=1 кг.

Всё тепло пойдёт на топление льда массой m'-2.1 (по условию), т.е.

Q(2)=(m'-2.1)λ,

где λ=330×10^3 Дж/кг; m'-масса льда до того, как его расплавили

Тогда из уравнения теплового баланса:

Q(1)+Q(2)=0

сm(t'-t)+(m'-2.1)λ=0

(m'-2.1)λ=-cm(t'-t)

(m'-2.1)λ=cm(t-t')

m'-2.1=cm(t-t')/λ

Искомое значение массы льда:

m'=cm(t-t')/λ+2.1

m'=4200×1×70/330000+2.1≈2,99кг≈3кг

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии и уравнение теплового равновесия.

Сначала найдем количество тепла, которое выделится при охлаждении воды до температуры 0°C и затем при нагревании воды до температуры плавления льда (0°C):

1. Охлаждение воды: Масса воды, m_воды = 1 кг Начальная температура воды, T_нач = 70°C Конечная температура воды, T_кон = 0°C

   Количество тепла, выделившееся при охлаждении воды: Q_охл = m_воды * C_воды * (T_нач - T_кон)

2. Плавление льда: Масса льда, m_льда = 2,1 кг Теплота плавления льда, L = 330 кДж/кг

   Количество тепла, необходимое для плавления льда: Q_плав = m_льда * L

Теперь используем закон сохранения энергии: количество тепла, выделенное при охлаждении воды, должно быть равно количеству тепла, необходимому для плавления льда:

Q_охл = Q_плав

m_воды * C_воды * (T_нач - T_кон) = m_льда * L

Подставляем известные значения:

1 * 4200 * (70 - 0) = 2.1 * 330

Решаем это уравнение:

4200 * 70 = 2.1 * 330

294000 = 693

Теперь, когда мы получили равенство, видно, что оно неверное. Это означает, что воду в сосуде охладили до 0°C, но она не замерзла полностью. То есть масса льда вначале была больше, чем 2,1 кг.

Давайте попробуем решить задачу, предполагая, что масса льда больше 2,1 кг. Пусть m_льда = m + 2,1, где m - первоначальная масса льда в кг.

Теперь мы можем переписать уравнение:

1 * 4200 * (70 - 0) = (m + 2.1) * 330

4200 * 70 = 330m + 693

294000 = 330m + 693

330m = 294000 - 693

330m = 293307

m = 293307 / 330

m ≈ 888.2 кг

Таким образом, первоначальная масса льда была около 888.2 кг. Ответ 4) 25 кг неверен.