Вася хочет узнать, какая температура снега внутри сугробов во дворе. У него нет термометра, но он знает, что системы

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда Вася добавлял воду к снегу, происходило плавление снега при комнатной температуре. Давайте рассмотрим каждую часть задачи пошагово.

1. Для начала, давайте определим, сколько энергии требуется для плавления снега.
Известно, что тепловая энергия, необходимая для плавления 1 грамма вещества, равна теплоте плавления \(Q_m\).
Теплота плавления снега составляет \(Q_m = 334 \frac{кДж}{кг}\).

2. Теперь, когда у нас есть значение теплоты плавления, мы можем найти общую теплоту, требуемую для плавления снега.
Для этого нам необходимо узнать массу снега, который Вася добавил в термос.
Так как термос был наполовину заполнен, то масса снега равна массе воды, которую Вася добавил к снегу.
Мы знаем, что для плавления снега понадобилось 880 мл воды. Предположим, что плотность воды при комнатной температуре составляет 1 г/мл.
Следовательно, масса снега, которую Вася добавил в термос, равна 880 г.

3. Теперь можно рассчитать общую теплоту, требуемую для плавления снега.
Масса, как мы определили, равна 880 г.
Теплота плавления снега составляет 334 \(\frac{кДж}{кг}\).
Подставив значения, получим:
\(Q = m \cdot Q_m\)
\(Q = 880 \cdot 334\)
\(Q \approx 293,120 \ кДж\)

4. Зная общую теплоту, требуемую для плавления снега, давайте рассмотрим, откуда эта энергия берется.
У нас есть чашка с водой, которая находится на столе и пришла к комнатной температуре.
Теплота, которую потеряла вода при охлаждении до комнатной температуры, равна теплоте, которая выделилась при плавлении снега.
Эта энергия передается от воды к снегу.

5. Рассмотрим, сколько теплоты потеряла вода, охлаждаясь до комнатной температуры.
Для этого воспользуемся формулой теплового потока:
\(Q = C \cdot m \cdot \Delta T\),
где \(C\) - удельная теплоемкость воды, \(m\) - масса воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды \(C\) равна 4.18 \(\frac{кДж}{кг \cdot ^\circ C}\).

6. Найдем изменение температуры воды, используя формулу:
\(\Delta T = T - T_0\),
где \(T\) - комнатная температура (20 °C), \(T_0\) - начальная температура воды, которая считается равной температуре плавления снега (0 °C).

7. Теперь, когда у нас есть значения удельной теплоемкости воды и изменения температуры, мы можем рассчитать теплоту, потерянную водой.
Подставим значения в формулу:
\(Q = C \cdot m \cdot \Delta T\)
\(Q = 4.18 \cdot 880 \cdot 20\)
\(Q \approx 73,264 \ кДж\)

Таким образом, энергия, которую потеряла вода при охлаждении, составляет приблизительно 73,264 кДж.

8. Как мы установили ранее, общая теплота, требуемая для плавления снега, равна приблизительно 293,120 кДж.
Следовательно, часть этой энергии составляет 73,264 кДж (которую потеряла вода).
Оставшаяся часть энергии, равная разнице между общей теплотой плавления и энергией, потерянной водой, равна:

\(293,120 - 73,264 = 219,856 \ кДж\)

Таким образом, 219,856 кДж энергии перешли в снег и способствовали его плавлению.

Общий ответ:
Температура снега внутри сугробов во дворе составляет комнатную температуру +20 °C, поскольку системы вентиляции и отопления в доме Васи поддерживают комнатную температуру. Для того чтобы плавить снег, Вася добавил воду к снегу, которую предварительно охладил до комнатной температуры. Понадобилось 880 мл воды, чтобы полностью растопить половину термоса снега. Теплота, необходимая для плавления снега, равна примерно 293,120 кДж. Из этой общей теплоты 73,264 кДж потерялись у воды при охлаждении до комнатной температуры. Таким образом, оставшиеся 219,856 кДж энергии перешли в снег и позволили ему растаять.