Question

Определите количество теплоты, чтобы нагреть кусок льда массой массой 2 кг от -15 до -10 градусов цельсия. Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг*К В термос содержащую 1 литр воды при температуре 80 градусов цельсия залили еще пол литра воды при температуре 20 градусов цельсия. Удельная теплоемкость воды 4200 дж/кг*К. Какая температура воды установилась в термосе? МОЛЮ СПАСИТЕ

Answer 1

Ответ:

1.  Q = 21 кДж;    2. t₃ = 60°C;

Объяснение:

1.

m = 2 кг

с = 2100 Дж/(кг·град)

t₁ = -15°C

t₂ = -10°C

Q - ?

--------------------------------

Q = cm(t₂ - t₁)

Q = 2100 · 2 · (-10 + 15)

Q = 21 000 (Дж) = 21 кДж

2.

V₁ = 1 л = 0,001 м³

t₁ = 80°C

V₂ = 0.5 л = 0,0005 м³

t₂ = 20°C

c = 4200 Дж/(кг·град)

ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды

t₃ - ?

-------------------------------------------------

Энергия, отданная горячей водой

Q₁ = cρV₁(t₁ - t₃)

Энергия, полученная холодной водой

Q₂ = cρV₂(t₃ - t₂)

Уравнение теплового баланса

Q₁ = Q₂

cρV₁(t₁ - t₃) = cρV₂(t₃ - t₂)

V₁(t₁ - t₃) = V₂(t₃ - t₂)

V₁t₁ - V₁t₃ = V₂t₃ - V₂t₂

V₂t₃ + V₁t₃ = V₁t₁ + V₂t₂

t₃(V₁ + V₂) =  V₁t₁ + V₂t₂

t₃ = (V₁t₁ + V₂t₂) : (V₁ + V₂)

t₃ = (0.001 · 80 + 0.0005 · 20) : (0.001 + 0.0005)

t₃ = 60 (°C)

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагрева или охлаждения вещества, можно вычислить следующим образом:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в джоулях) m - масса вещества (в килограммах) c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

1. Сначала рассмотрим нагрев льда массой 2 кг от -15°C до -10°C. Удельная теплоемкость льда (c) равна 2100 Дж/кг*К, масса (m) равна 2 кг, а изменение температуры (ΔT) равно (-10°C - (-15°C)) = 5°C.

Q_1 = 2 кг * 2100 Дж/кг*К * 5°C = 21 000 Дж

2. Теперь рассмотрим термос, в котором сначала был 1 литр воды при 80°C, затем добавили еще 0.5 литра воды при 20°C. Всего у нас 1.5 литра воды, что равно 1.5 кг (так как 1 литр воды массой приближенно равен 1 кг).

Теперь нам нужно вычислить, какая температура установится в термосе после смешивания двух порций воды. Мы можем использовать закон сохранения теплоты, предполагая, что тепло не теряется наружу:

Q_2 = Q_1

где Q_2 - количество теплоты воды в термосе после смешивания.

Для воды с удельной теплоемкостью 4200 Дж/кг*К, массой 1.5 кг и изменением температуры ΔT (которое мы хотим найти), можно записать:

Q_2 = 1.5 кг * 4200 Дж/кг*К * ΔT

Теперь приравняем Q_1 и Q_2:

21 000 Дж = 1.5 кг * 4200 Дж/кг*К * ΔT

Теперь решим уравнение для ΔT:

ΔT = 21 000 Дж / (1.5 кг * 4200 Дж/кг*К) ≈ 3.57°C

Таким образом, температура воды в термосе установится примерно при -15°C + 3.57°C = -11.43°C.

Так что температура воды в термосе после смешивания составит примерно -11.43°C.