Question

В большом куске льда, температура которого t(нулевое) =0 цельсию, сделано углубление объёмом V=160 кубимеских сантиметров. В это углубление налили воды массой m= 60 грамм, температура которого T(первое)= 75 цесьсию. Какой объём углубления не будет занят льдом после замерзания воды? Потерями теплоты пренебречь. Полное решение пожалусто. Осень надо.

Answer 1

Налитая вода будет плавить лед(нагревать не будет, т.к. он при t плавления):

$Q_{1}=Q_{2}$

Для начала найдем массу расплавленного льда:

$cm_{1}t=\lambda m_{2}$

$cm_{1}t=\lambda m_{2}$

$m_{2}=\frac{cm_{1}t}{\lambda}$

$m_{2}=\frac{4200\cdot 0.06\cdot 75}{33\cdot 10^6}$

$m_{2}\approx 0.57$ грамм(расплавится)

Полученный объем не занятый льдом=первоначальный объем полости+объем занимаемый расплавленным льдом:

$V=V_{1}+V_{2}=V_{1}+\frac{m}{\rho}=160+0.57=160.57$ см$^3$

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения массы и законом сохранения объема.

Закон сохранения массы: масса льда = масса воды

Закон сохранения объема: объем льда + объем воды = объем углубления

Масса льда можно выразить через его плотность и объем: масса льда = плотность льда * объем льда

Температура замерзания воды равна 0 градусов Цельсия. Поэтому вода охлаждается до этой температуры и затем замерзает, превращаясь в лед.

Температура льда также равна 0 градусов Цельсия.

Из условия задачи известно, что масса воды равна 60 граммам, а температура воды перед замерзанием составляет 75 градусов Цельсия.

Теперь можно записать уравнение для решения задачи:

масса льда = масса воды плотность льда * объем льда = масса воды плотность льда * объем льда = 60 г

Объем льда можно выразить через его плотность и массу: объем льда = масса льда / плотность льда

Так как температура льда равна 0 градусов Цельсия, то плотность льда составляет 1 г/см³.

Подставляем значения в уравнение: объем льда = 60 г / 1 г/см³ = 60 см³

Теперь можем решить вопрос о том, какой объем углубления не будет занят льдом после замерзания воды.

Объем углубления = объем льда + объем воды объем углубления = 60 см³ + 160 см³ = 220 см³

Таким образом, после замерзания воды в углублении останется свободным объемом 220 кубических сантиметров.