Для решения данной задачи, нам нужно использовать принцип равновесия температур и количество теплоты, которое передается от медной гири к льду.
Данные задачи:
- Масса гири \( m = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг} \).
- Начальная температура гири \( T_{нач} = 100 \, \text{°C} \).
- Конечная температура гири \( T_{кон} = 0 \, \text{°C} \).
- Удельная теплоемкость меди \( c_{медь} \approx 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Удельная теплота плавления льда \( L_{плав} \approx 334 \, \text{кДж/кг} = 334000 \, \text{Дж/кг} \).
Рассчитаем количество теплоты, которое потеряет медная гиря при охлаждении: \[ Q = m \cdot c_{медь} \cdot (T_{нач} - T_{кон}) = 0.2 \, \text{кг} \cdot 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (100 - 0) \, \text{°C} \] \[ Q = 0.2 \cdot 385 \cdot 100 = 7700 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем, сколько льда растает под гирей, используя полученное количество теплоты: \[ Q = m_{лед} \cdot L_{плав} \] где \( m_{лед} \) — масса растаявшего льда.
Подставим известные значения: \[ 7700 \, \text{Дж} = m_{лед} \cdot 334000 \, \text{Дж/кг} \] \[ m_{лед} = \frac{7700}{334000} \approx 0.0231 \, \text{кг} = 23.1 \, \text{г} \]
Таким образом, под гирей растает примерно 23.1 грамма льда, пока она охлаждается до 0 градусов.