Question

В медном сосуде массой 400 г находится вода массой 500 г при температуре 40°С. В воду бросили кусок льда при температуре -10°С. Когда установилось тепловое равновесие, остался нерасплавленный лед массой 75 г. Определите начальную массу льда.

Answer 1

Сам решаю сейчас ее, знаю только что ответ 0,327 кг

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Тепло, которое потеряется медным сосудом и водой при охлаждении, равно теплу, которое передалось от льда для его плавления.

Сначала определим, сколько тепла передалось от льда для плавления. Для этого используем уравнение теплового равновесия:

Q1 (потеря тепла медным сосудом и водой) = Q2 (передача тепла от льда для плавления)

Q1 можно рассчитать с помощью уравнения теплопроводности:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

где m1 - масса медного сосуда и воды, c1 - удельная теплоемкость меди и воды (предположим, что они одинаковы), ΔT1 - изменение температуры.

Масса медного сосуда m1 = 400 г + 500 г = 900 г.

Теперь вычислим ΔT1:

ΔT1 = Температура начальная - Температура конечная ΔT1 = 40°C - (-10°C) = 50°C

Теперь рассчитаем Q1:

Q1 = 900 г * c1 * 50°C

Q2 - это тепло, которое передалось от льда для его плавления. Известно, что масса нерасплавленного льда составляет 75 г.

Q2 = m2 * L

где m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Удельная теплота плавления льда (L) равна 334 Дж/г.

Теперь мы можем выразить начальную массу льда m2:

Q2 = 75 г * 334 Дж/г Q2 = 25050 Дж

Теперь, используя закон сохранения энергии (Q1 = Q2), мы можем найти m2:

900 г * c1 * 50°C = 25050 Дж

Теперь, чтобы найти начальную массу льда (m2), нужно решить это уравнение:

m2 = 25050 Дж / (900 г * c1 * 50°C)

Предположим, что удельная теплоемкость меди и воды (c1) составляет около 4.18 Дж/(г·°C), что близко к удельной теплоемкости воды. Теперь мы можем рассчитать m2:

m2 = 25050 Дж / (900 г * 4.18 Дж/(г·°C) * 50°C)

m2 ≈ 11.96 г

Итак, начальная масса льда составляет около 11.96 граммов.