Question

Лед массой 20 кг, имеющий температуру -20 0С, опустили в воду температурой 700С, объемом 40 л. Определить температуру смеси, когда лед полностью растает (сл=2100 Дж/кг*0С; λ=3,4*105 Дж/кг)

Answer 1

m=20кг

Vв =40 л-------> m1=40  кг

Т=-20С

Т1= 0С

Т3 =700 С

сл=2100 Дж/кг*0С

св=4200 Дж/кг*0С

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

T2  -  ?

РЕШЕНИЕ

лед нагревается

Q1=cm(T1-T)

лед плавится

Q2=λm

холодная вода нагревается

Q3=c1m(T2-T1) <------------Т2 температура смеси

горячая вода остывает

Q4=c1m1(T2-T3) <------------Т2 температура смеси

уравнение теплового баланса

Q1+Q2+Q3+Q4 =0

cm(T1-T)+λm+c1m(T2-T1)+c1m1(T2-T3)=0

2100*20(0-(-20))+3.4*10^5*20+4200*20*(T2-0)+4200*50(T2-700)=0

2100*20(0-(-20))+3.4*10^5*20+4200*20*T2+4200*50*T2-4200*20*700=0

4200*20*T2+4200*50*T2 = (4200*20*700 -2100*20(0-(-20))-3.4*10^5*20)

20*T2+50*T2 = (4200*20*700 -2100*20(0-(-20))-3.4*10^5*20) /4200

70*T2 =  (4200*20*700 -2100*20(0-(-20))-3.4*10^5*20) /(4200)

T2 =  (4200*20*700 -2100*20(0-(-20))-3.4*10^5*20) /(4200*70)=174.014=174 C

ОТВЕТ 174 С

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

При смешении льда и воды происходит теплообмен между ними. Тепло, выделяющееся при охлаждении воды, уходит на нагревание льда до температуры плавления, а затем на его плавление. При этом теплообмене температура воды и льда выравнивается.

Масса вод