Какая будет итоговая температура, если в 800 граммах воды при 45ºC бросить кусок льда массой 50 граммов при 0ºC?

Какая будет итоговая температура, если в 800 граммах воды при 45ºC бросить кусок льда массой 50 граммов при 0ºC?
Pugayuschiy_Dinozavr

Pugayuschiy_Dinozavr

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон сохранения энергии. Вначале нагреем лед до температуры плавления, затем рассмотрим процесс плавления льда, а затем нагреем получившуюся жидкость до итоговой температуры.

1. Нагревание льда до температуры плавления:
Первый шаг - вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления (0°C). Для этого мы используем формулу:
Q1=m1c1ΔT1
где Q1 - количество теплоты, m1 - масса льда, c1 - удельная теплоемкость льда, ΔT1 - изменение температуры льда.
Удельная теплоемкость льда c1 равна 2.09 Дж/(г*°C), а изменение температуры льда ΔT1 равно 0 - (-10) = 10 °C.

Подставляя значения в формулу, получим:
Q1=50г2.09Дж/(г*°C)10°C=1045Дж

Теперь у нас есть количество теплоты (Q1), которое нужно для нагревания льда до температуры плавления.

2. Плавление льда:
Второй шаг - вычислить количество теплоты, которое необходимо для плавления льда. Для этого мы используем формулу:
Q2=m2Lf
где Q2 - количество теплоты, m2 - масса льда, Lf - теплота плавления льда.
Теплота плавления льда Lf равна 334 Дж/г.

Подставляя значения в формулу, получим:
Q2=50г334Дж/г=16700Дж

Теперь у нас есть количество теплоты (Q2), которое нужно для плавления льда.

3. Нагревание получившейся жидкости:
Третий шаг - вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания получившейся жидкости до итоговой температуры (T).
Для этого мы используем формулу:
Q3=m3c2ΔT2
где Q3 - количество теплоты, m3 - масса получившейся жидкости, c2 - удельная теплоемкость воды, ΔT2 - изменение температуры.

Мы начинаем с 800 г воды. Чтобы вычислить массу получившейся жидкости, вычтем массу плавившегося льда из начальной массы воды:
m3=mводыmльда=800г50г=750г

Удельная теплоемкость воды c2 равна 4.18 Дж/(г*°C). Температура итоговой жидкости (T) нам неизвестна, поэтому обозначим ее как ΔT2.

Подставляя значения в формулу, получим:
Q3=750г4.18Дж/(г*°C)ΔT2

4. Результирующая температура:
Теперь мы можем объединить все написанные выше уравнения:
Q1+Q2+Q3=0
Поскольку в начале у нас была вся теплота и все она должна быть использована, чтобы нагреть лед и воду до T.

Подставив значения из наших предыдущих вычислений, получим:
1045Дж+16700Дж+750г4.18Дж/(г*°C)ΔT2=0

Теперь решим это уравнение относительно ΔT2:
750г4.18Дж/(г*°C)ΔT2=1045Дж16700Дж
750г4.18Дж/(г*°C)ΔT2=17745Дж
ΔT2=17745Дж750г4.18Дж/(г*°C)
ΔT26.77°C

Итак, результат показывает, что итоговая температура будет -6.77°C. Заметим, что это отрицательное значение, что означает, что получившаяся жидкость охладится до этой температуры после плавления льда.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello