Question

В 100 граммов воды при температуре 10С, опущено 40 граммов льда при температуре -10С. Сколько воды и льда останется в сосуде после уравнивания температур?

Answer 1

Дано:
m1=0.1 кг
m2=0.04 кг
t1=10 C
t2=-10 C
cл=2100 Дж/(кг*С)
св=4200 Дж/(кг*С)
в=3.4*10^5 Дж/кг
M1,M2-?
Решение:
Такие задачи решаются так:
найдём q1, которое должна отдать вода при остывании до 0 C -> q1=cв*m1*(t1-0)=
=4200*0.1*10=4200 (Дж)
затем найдём q2, которое заберёт лёд, чтобы НАГРЕТЬСЯ до 0 С ->
q2=cл*m2*(t2-0)=2100*0.04*10=840 (Дж)
Получаем, что q1>q2 -> избыток теплоты Q=q1-q2=3360 (Дж) уйдёт на плавление льда:
найдём Q1 для полного плавления льда -> Q1=d*m2=13 600 (Дж)
Видно, что Q1>Q -> растает не весь лёд, а та его часть, на которую хватит теплоты Q -> Q=d*m(растаявшего льда) -> m=Q/d=3360/(3.4*10^5)=0.01 (кг)=10 (г)
-> при температуре 0 С останется M1=m+m1=100+10=110 (г) воды и M2=m2-m=
=40-10=30 (г) льда.
Ответ: 110 г и 30 г.