Question

0,6 кг льда при температуре -40*C погрузили в воду при температуре 10*С. Масса воды 0,4 кг. Определите установившуюся температуру

Answer 1

Ответ:

- 11,4°C

.............................................

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Масса льда: m_1 = 0,6 кг Масса воды: m_2 = 0,4 кг Начальная температура воды: T_2 = 10°C Начальная температура льда: T_1 = -40°C

Установившаяся температура: T

Считаем, что теплообмен между льдом и водой происходит только при соприкосновении этих веществ.

Запишем уравнение сохранения энергии для системы лед-вода:

m_1 * c_1 * (T_1 - T) + m_1 * L + m_2 * c_2 * (T_2 - T) = 0,

где c_1 и c_2 - удельные теплоемкости льда и воды соответственно, L - удельная теплота плавления льда.

Для удельных теплоемкостей можно использовать значения: c_1 = 2100 Дж/(кг*°C) и c_2 = 4186 Дж/(кг*°C). Значение удельной теплоты плавления льда L = 334000 Дж/кг.

Подставим значения в уравнение:

0,6 кг * 2100 Дж/(кг*°C) * (-40 - T) + 0,6 кг * 334000 Дж/кг + 0,4 кг * 4186 Дж/(кг*°C) * (10 - T) = 0.

Упростим это уравнение и решим его относительно T:

-50400 - 2100T + 200400 + 16744 - 418,6T = 0, -45756 - 2296,6T = 0, -2296,6T = 45756, T ≈ 45756 / 2296,6, T ≈ 19,92°C.

Таким образом, установившаяся температура будет около 19,92°C.