Question

1. В калориметр налили 0,2 кг воды при температуре 25 градусов цельсия. Какова будет температура этой воды, если в ней растает 5 г льда.2. КПД спиртовки 10%. Сколько нужно сжечь спирта в спиртовке, чтобы расплавить 1 кг льда при 0 градусов цельсия.3. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 градусов цельсия, если КПД печи 40%?

Answer 1

1. Энергия таяния льда и, предположим, на его нагревание после плавления пойдет на остужение воды:

$Q_{1}+Q_{2}=Q_{3}$

$\lambda m_{1}+cm_{1}(t)=cm_{2}(t2-t)$ (в Q1 t-0=t)

Нам надо найти температуру воды после взаимодействий -  t:

$330000\cdot 0.005+4200\cdot 0.005\cdot t=4200\cdot 0.2\cdot (25-t)$

$1650+21t=21000-840t$

$861t=19350$

$t\approx 22.5C$

2. На этот раз не вся энергия идет на плавку

$\eta=\frac{A_{p}}{A_{z}}$

Затратили мы энергию горения спирта:

$A_{z}=Lm_{1}$

Получили расплавленный лед:

$A_{p}=\lambda m_{2}$

$m_{1}=\frac{\lambda m_{2}}{L\eta}$

$m_{1}=\frac{330000\cdot 1}{30\cdot10^6\cdot 0.1}$

$m_{1}=0.11$кг

3. Задача, аналогичная 2ой, только вместа льда - чугун + нам его придется нагреть:

$\eta Lm_{1}=cm_{2}t+\lambda m_{2}$

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

$m_{1}=\frac{540\cdot 100000\cdot 1180+100\cdot 100000}{22\cdot 10^6 0.4}$

$m_{1}\approx 7242$кг (результат может значительно варьироваться, т.к. табл.данные везде разные)