Какова была исходная температура горячей воды в термосе, если часть льда массой

Question

Физика: Какова была исходная температура горячей воды в термосе, если часть льда массой 420 г растаяла при достижении теплового равновесия? Необходимо учесть, что начальная температура льда составляла

Zvonkiy_Elf · Accepted Answer

Для того чтобы решить данную задачу, нам необходимо воспользоваться законом сохранения энергии.

По условию, часть льда массой 420 г растаяла при достижении теплового равновесия. Это значит, что тепло, выделившееся от горячей воды при смешении с льдом, позволило растаять части льда.

Давайте обозначим:

m_{воды}

- масса горячей воды

m_{льда}

- масса растаявшего льда

c_{воды}

- удельная теплоемкость воды

L

- удельная теплота плавления льда

Δ T

- изменение температуры горячей воды

Используя закон сохранения энергии, получаем следующее уравнение:

m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot Δ T = m_{льда} \cdot L

Мы знаем, что начальная температура льда составляла 0 °C. Пусть исходная температура горячей воды в термосе будет обозначена как

T_{0}

.

Так как часть льда растаяла при тепловом равновесии, то температура смеси стала равной температуре плавления льда, то есть 0 °C.

Это может быть записано следующим образом:

m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot Δ T = m_{льда} \cdot L = m_{льда} \cdot c_{льда} \cdot Δ T

Здесь

c_{льда}

- удельная теплоемкость льда. При этом, удельная теплоемкость льда и воды примерно равны, поэтому принимаем

c_{воды} \approx c_{льда}

.

Теперь мы можем решить уравнение:

m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot Δ T = m_{льда} \cdot c_{воды} \cdot Δ T

Откуда получаем:

m_{воды} = m_{льда}

Таким образом, масса горячей воды равна массе растаявшего льда, то есть 420 г.

Ответ: Исходная масса горячей воды в термосе составляла 420 г.

Какова была исходная температура горячей воды в термосе, если часть льда массой 420 г растаяла при достижении теплового

Zvonkiy_Elf

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!