Question

Дам 25 баллов. Воду массой 2кг с начальной температурой 20 градусов под цельсия положили лёд , который весь расстаял. Определить массу льда.

Answer 1

Дано:
Λ=3,4*10^5 Дж/кг
t2=0 С⁰
с=4200 Дж/кг*С⁰
Решение:
Qотд=Qпол
Q1-плавление льда
Q2=охдаждение воды
Q1=Λm2
Q2=сm1(t2-t1)
Q1=Q2
cm1(t2-t1)=Λm2
m2=cm1(t2-t1)/Λ
m2=4200 Дж/кг*С⁰ × 2кг×(0С⁰-20С⁰)/3,4*10^5Дж/кг
m2=0,49кг
Ответ m2=0,49кг

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии, который утверждает, что тепловая энергия, передаваемая от одного объекта другому, равна изменению внутренней энергии системы. Мы также должны использовать уравнение изменения теплоты:

Q = m * c * ΔT

Где: Q - изменение теплоты m - масса вещества c - удельная теплоемкость вещества ΔT - изменение температуры

Сначала определим, сколько теплоты передалась воде, чтобы нагреть ее до 0 градусов Цельсия, где она начнет плавить лед. Удельная теплоемкость воды c_water = 4.186 Дж/(градус Цельсия·грамм), а начальная температура T1_water = 20 градусов Цельсия, а конечная температура T2_water = 0 градусов Цельсия.

Q_water = m_water * c_water * ΔT_water Q_water = 2000 г (масса воды) * 4.186 Дж/(градус Цельсия·грамм) * (0 - 20) градусов Цельсия Q_water = -167440 Дж

Сейчас вся эта теплота передалась на плавление льда. Удельная теплота плавления льда L_ice = 334 Дж/г, так как лед плавится при 0 градусах Цельсия.

Q_ice = m_ice * L_ice

Из закона сохранения энергии следует, что Q_water = Q_ice, поэтому:

-167440 Дж = m_ice * 334 Дж/г m_ice = -167440 Дж / (334 Дж/г) m_ice ≈ -500 г

Масса льда составляет приблизительно 500 граммов. Отрицательный знак обозначает, что теплота передается от воды к льду, что приводит к замерзанию льда, а не его расплавлению.