Question

Как расчитать температуру воды после того, как в нее вбросили кусочек льда?Допустим масса воды 0.4 кг, а масса льда 0.1 кг. Их температуры 40 и -20 градусов цельсия соответсвтенно.

Answer 1

Надо найти кол-во теплоты Q1, которое заберёт лёд при нагревании до 0 С:
Q1=c1*m1*Δt1
Δt1=20 C
c1=2100 Дж/(кг*С)
m1=0.1 кг
Q1=2100*0.1*20=4200 (Дж)
Затем, надо надо найти кол-во теплоты Q2, которое отдаст вода при остывании до 0 С:
Q2=c2*m2*Δt2
Δt2=40 C
m2=0.4 кг
с2=4200 Дж/(кг*С)
Q2=4200*0.4*40=67 200 (Дж)
Далее сравниваем: Q1<Q2 на ΔQ=63 000 (Дж)
Теперь найдём кол-во теплоты q1 для плавления всего льда:
q1=d1*m1
d1=3.3*10^5 Дж/кг
q1=3.3*10^5*0.1=33 000 (Дж)
Таким образом, весь лёд растает, и останется ещё теплота Q=ΔQ-q1=30 000 (Дж)
Эта теплота пойдёт на нагрев воды уже массой M=m1*m2=0.5 (кг) (т.к. лёд растаял)
-> Q=c2*M*T
T - искомая температура
T=$\frac{Q}{c2*M}$≈14.3 (C)
Ответ: ≈14.3 С