1. В воду, имеющую температуру t₁ = 62 °С, опускают кусок льда массой т₁ = 400 г. Температура льда t₂ = -12 °С. Удельная тепло- емкость льда с₁ = 2,1 кДж кг. °С, воды теплота…
1. В воду, имеющую температуру t₁ = 62 °С, опускают кусок льда массой т₁ = 400 г. Температура льда t₂ = -12 °С. Удельная тепло- емкость льда с₁ = 2,1 кДж кг. °С, воды теплота плавления льда 2 = 3,3 - 105 C2 = 4,2 Дж кДж кг. °С Удельная Если потерями теплоты пренебречь, то масса воды, в которую надо опустить лед, чтобы конечная температура воды стала t = 12 °С, равна: 1) 0,56 кг; 2) 0,77 кг; 3) 0,84 кг.
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.
Сначала определим количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы он превратился в воду при температуре плавления. Для этого воспользуемся формулой:
Q₁ = m₁ * c₁ * Δt₁,
где Q₁ - количество теплоты, m₁ - масса льда, c₁ - удельная теплоемкость льда, Δt₁ - изменение температуры.
Подставив значения, получаем:
Q₁ = 400 г * 2,1 кДж/кг°C * (0 - (-12) °C) = 10080 Дж = 10,08 кДж.
Следующим шагом найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды до желаемой температуры (t = 12 °C):
Q₂ = m₂ * c₂ * Δt₂,
где Q₂ - количество теплоты, m₂ - масса воды, c₂ - удельная теплоемкость воды, Δt₂ - изменение температуры (12 - 0) °C.
Подставив данные и учитывая, что теплота плавления льда равна 334 кДж/кг, можем записать:
Q₂ = m₂ * 4,2 кДж/кг°C * 12 °C = 50,4 мДж.
Итак, общее количество теплоты, потребное для этого процесса, равно сумме Q₁ и Q₂. После нахождения общего Q ищем массу воды, которую нужно использовать:
Q = Q₁ + Q₂, m₂ = Q / (c₂ * Δt₂).
Подставив найденные значения, получаем:
m₂ = (10,08 кДж + 50,4 мДж) / (4,2 кДж/кг°C * 12 °C) = 0,77 кг.
Таким образом, масса воды, которую надо опустить лед, равна 0,77 кг. Ответ: 2) 0,77 кг.
