Сколько кусочков льда необходимо бросить в воду для охлаждения 2 кг воды с 30с до 12с?

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу теплопередачи:

\(Q = mc\Delta T\),

где \(Q\) обозначает количество переданной теплоты, \(m\) - массу тела, \(c\) - удельную теплоёмкость вещества, а \(\Delta T\) - изменение температуры.

В нашем случае, масса воды \(m\) составляет 2 кг, начальная температура \(T_1\) равна 30°C, а конечная температура \(T_2\) равна 12°C.

Чтобы охладить воду, необходимо передать теплоту \(Q\) от воды в лёд. Поскольку мы хотим узнать количество кусочков льда, то давайте предположим, что каждый кусочек равен массе \(m_1\).

Для начала найдём количество теплоты \(Q_1\), переданной от воды в лёд:

\[Q_1 = mc\Delta T = 2 \, \text{кг} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (T_1 - T_2).\]

Так как \(\Delta T = T_1 - T_2\), можем переписать формулу:

\[Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T.\]

Теперь рассчитаем массу льда, необходимую для поглощения этой теплоты:

\[m_1 = \frac{Q_1}{c_{\text{льда}}}.\]

Здесь \(c_{\text{льда}}\) — удельная теплота плавления льда.

Ок, теперь мы знаем формулы и значения параметров. Давайте подставим числовые значения и рассчитаем:

Плотность льда \(d_{\text{льда}} = 0,92 \, \text{г/см}^3\),

удельная теплоемкость воды \(c_{\text{вода}} = 4,18 \, \text{Дж/(г \, °C)}\),

удельная теплота плавления льда \(c_{\text{льда}} = 334 \, \text{Дж/г}\).

То есть,

\[\Delta T = T_1 - T_2 = 30° - 12° = 18°.\]

Вычисляем:

\[Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{Дж/(г \, °C)} \cdot 18° = 150,48 \, \text{Дж}.\]

Теперь, используя удельную теплоту плавления льда, мы можем определить массу льда, необходимую для поглощения этой теплоты:

\[m_1 = \frac{150,48 \, \text{Дж}}{334 \, \text{Дж/г}} \approx 0,45 \, \text{г}.\]

Таким образом, нам потребуется примерно 0,45 грамма льда, чтобы охладить 2 килограмма воды с 30°C до 12°C.