Когда к воде с температурой 10°С добавляли лед при -10°С, тепловое равновесие устанааливалась при 0°С, но лед не таял. Отношения массы льда к массе воды. ( См=2100Дж/кг*°С, Свода=4200Дж/кг*°С).
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.
Пусть масса воды равна M_воды, масса льда равна M_льда, и начальная температура воды равна 10°C.
Первый этап: Нагревание воды до 0°C.
В этом случае тепло, полученное от льда, будет использовано для нагревания воды без изменения ее фазы. Формула для вычисления количества тепла Q_1, полученного от льда, равна:
Q_1 = M_воды * Свода * ΔT,
где ΔT - изменение температуры воды от начальной (10°C) до 0°C, то есть ΔT = 0 - 10 = -10°C.
Второй этап: Плавление льда при 0°C.
В этом случае тепло, полученное от воды, будет использовано для плавления льда без изменения его температуры. Формула для вычисления количества тепла Q_2, полученного от воды, равна:
Q_2 = M_льда * Лед * Л,
где Лед - удельная теплота плавления льда (для льда Лед = 334000 Дж/кг).
Третий этап: Нагревание воды от 0°C до конечной температуры.
В этом случае тепло, полученное от льда, будет использовано для нагревания воды без изменения ее фазы. Формула для вычисления количества тепла Q_3, полученного от льда, равна:
Q_3 = M_воды * Свода * ΔT,
где ΔT - изменение температуры воды от 0°C до конечной температуры (0°C - T), где T - конечная температура.
Теперь мы знаем, что сумма тепла, полученного от льда, должна равняться сумме тепла, потерянного водой:
Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0.
Подставляем значения и решаем уравнение для отношения массы льда к массе воды:
Так как в данной задаче мы ищем отношение массы льда к массе воды, можно выбрать произвольную единицу для массы воды (например, 1 кг), и решать уравнение относительно M_льда. При этом
Answers & Comments
Ответ:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.
Пусть масса воды равна M_воды, масса льда равна M_льда, и начальная температура воды равна 10°C.
Первый этап: Нагревание воды до 0°C.
В этом случае тепло, полученное от льда, будет использовано для нагревания воды без изменения ее фазы. Формула для вычисления количества тепла Q_1, полученного от льда, равна:
Q_1 = M_воды * Свода * ΔT,
где ΔT - изменение температуры воды от начальной (10°C) до 0°C, то есть ΔT = 0 - 10 = -10°C.
Второй этап: Плавление льда при 0°C.
В этом случае тепло, полученное от воды, будет использовано для плавления льда без изменения его температуры. Формула для вычисления количества тепла Q_2, полученного от воды, равна:
Q_2 = M_льда * Лед * Л,
где Лед - удельная теплота плавления льда (для льда Лед = 334000 Дж/кг).
Третий этап: Нагревание воды от 0°C до конечной температуры.
В этом случае тепло, полученное от льда, будет использовано для нагревания воды без изменения ее фазы. Формула для вычисления количества тепла Q_3, полученного от льда, равна:
Q_3 = M_воды * Свода * ΔT,
где ΔT - изменение температуры воды от 0°C до конечной температуры (0°C - T), где T - конечная температура.
Теперь мы знаем, что сумма тепла, полученного от льда, должна равняться сумме тепла, потерянного водой:
Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0.
Подставляем значения и решаем уравнение для отношения массы льда к массе воды:
M_воды * Свода * (-10) + M_льда * Лед + M_воды * Свода * (-T) = 0.
Так как в данной задаче мы ищем отношение массы льда к массе воды, можно выбрать произвольную единицу для массы воды (например, 1 кг), и решать уравнение относительно M_льда. При этом
M_воды будет равно 1 кг.
Таким образом, уравнение принимает вид:
1 * Свода * (-10) + M_льда * Лед + 1 * Свода * (-T) = 0.
Подставляем известные значения Свода = 4200 Дж/кг*°С и Лед = 334000 Дж/кг:
-42000 + 334000 * M_льда - 4200 * T = 0.
Таким образом, чтобы решить задачу и найти отношение массы льда к массе воды, необходимо знать конечную температуру T.
Объяснение:
надеюсь разберётесь