До какой температуры t2 опустится температура воды в сосуде после опускания двух кубиков льда? В сосуде, наполненном

До какой температуры t2 опустится температура воды в сосуде после опускания двух кубиков льда? В сосуде, наполненном до краев водой с начальной температурой t0 = 44°С, был аккуратно опущен один кубик льда, и после установления теплового равновесия температура воды стала t1 = 33°С. После опускания двух кубиков льда, которые плавают, не касаясь дна сосуда, какая будет конечная температура воды? Температура плавления льда tпл = 0°С. Пренебрегая теплообменом с окружающей средой, округлите ответ до целого значения в градусах Цельсия.
Лунный_Шаман_9637

Лунный_Шаман_9637

Для решения данной задачи рассмотрим принцип сохранения энергии.

Первоначально в сосуде находилась вода, прогретая до температуры \( t_0 = 44^\circ C \). После опускания одного кубика льда и установления теплового равновесия, температура воды стала \( t_1 = 33^\circ C \).

Для расчета изменения температуры воды после опускания двух кубиков льда, воспользуемся уравнением сохранения энергии:

\[
m_1 \cdot c \cdot (t_0 - t_2) = m_1 \cdot c \cdot (t_0 - t_1) + m_2 \cdot L
\]

Где:
\( m_1 \) - масса воды в сосуде,
\( c \) - удельная теплоемкость воды,
\( t_2 \) - конечная температура воды после опускания двух кубиков льда,
\( t_0 \) - начальная температура воды,
\( t_1 \) - температура воды после опускания одного кубика льда,
\( m_2 \) - масса одного кубика льда,
\( L \) - удельная теплота плавления льда.

Масса воды в сосуде можно выразить через ее плотность и объем:

\[
m_1 = \rho \cdot V
\]

В данном случае сосуд полностью заполнен водой, поэтому объем воды равен объему сосуда:

\[
V = V_{\text{сосуда}}
\]

Таким образом, в уравнении сохранения энергии получаем:

\[
\rho \cdot V \cdot c \cdot (t_0 - t_2) = \rho \cdot V_{\text{сосуда}} \cdot c \cdot (t_0 - t_1) + m_2 \cdot L
\]

Плотность воды \(\rho\) и удельную теплоемкость воды \(c\) можно считать постоянными в данном случае.

Также из условия задачи известно, что температура плавления льда равна \(t_{\text{пл}} = 0^\circ C\).

Учитывая это, задачу можно решить следующим образом:

\[
(t_0 - t_2) = \frac{V_{\text{сосуда}}}{V} \cdot (t_0 - t_1) + \frac{m_2 \cdot L}{\rho \cdot V}
\]

Теперь подставим известные значения:

\[
(44 - t_2) = \frac{V_{\text{сосуда}}}{V} \cdot (44 - 33) + \frac{2 \cdot L}{\rho \cdot V}
\]

Так как в задаче не указаны значения плотности воды \(\rho\) и удельной теплоты плавления льда \(L\), а также объем сосуда \(V_{\text{сосуда}}\) и объем одного кубика льда \(V\), точное численное решение данной задачи невозможно. Однако, мы можем дать общую формулу для расчета конечной температуры воды \(t_2\) с учетом известных величин:

\[
t_2 = 44 - \frac{V_{\text{сосуда}}}{V} \cdot (44 - 33) - \frac{2 \cdot L}{\rho \cdot V}
\]

Округлим конечный ответ до целого значения в градусах Цельсия.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello