Опубликовано 6 лет назад по предмету Физика от CatLove2014

В калориметр, содержащий m = 1 кг льда, при температуре $T_{1}$ = -10 градусов Цельсия долили 200 г воды при температуре $t_{2}$ = 100 градусов Цельсия. Найти температуру t и объем смеси V после установления теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра и потерями тепла пренебречь.
(решить как задачу-исследование)

Ответ

Ответ дан Artem112

с(l) - удельная теплоемкость льда
c(v) - удельная теплоемкость воды
λ - удельная теплота плавления льда
m(l) - масса льда
m(v) - масса воды
t₁ - начальная температура льда
t₂ - начальная температура воды
t₀ - температура плавления льда
t - конечная температура смеси

Узнаем, хватит ли количества теплоты, полученного от остывания воды, на то, чтобы расплавить весь лед. Если получим неотрицательное t, то расплавится весь лед, иначе - только его часть:
$Q_1=Q_2 \ c_lm_l(t_0-t_1)+lambda m_l+c_vm_l(t-t_0)=c_vm_v(t_2-t)$
$2100cdot1cdot(0-(-10))+340000cdot1+4200cdot1cdot(t-0)=4200cdot 0.2cdot(100-t)$
$21000+340000+4200t=8400-84t \ 4284t=-352600 \ t textless 0$
Весь лед не расплавится.

Так как удельная теплота плавления льда достаточно большая, то от общего куска льда расплавится только его часть массой Δm, при этом температура смеси будет равна 0°С. Найдем Δm:
$Q_1=Q_2 \ c_lm_l(t_0-t_1)+lambda Delta m=c_vm_v(t_2-t_0) \ 2100cdot 1cdot(0-(-10))+340000cdot Delta m=4200cdot0.2cdot(100-0) \ 21000+340000cdot Delta m=84000 \ 340000cdot Delta m=63000 \ Delta mapprox 0,185 (kg)$

Тогда смесь будет состоять из 0,2 кг воды (бывшей горячей) + 0,185 кг воды (расплавленный лед) + оставшиеся 0,815 кг льда или иными словами 0,385 кг воды и 0,815 кг льда.
$V= dfrac{m_v}{rho_v} + dfrac{m_l}{rho_l}= dfrac{0.385}{1000} + dfrac{0.815}{900}approx0.00129(m^3)$

Ответ: температура смеси 0°С; ее объем 0,00129м³ или 1,29л
1. Ответ
  
  Ответ дан CatLove2014
  
  Огромное спасибо!
2. Ответ
  
  Ответ дан CatLove2014
  
  А какая тогда будет температура после установления баланса? Она же не отрицательная вроде должна быть
3. Ответ
  
  Ответ дан Artem112
  
  0°
4. Ответ
  
  Ответ дан Аккаунт удален
  
  неправильно

Самые новые вопросы

Математика - 6 лет назад

Решите уравнения: а) 15 4 ∕19 + x + 3 17∕19 = 21 2∕19; б) 6,7x - 5,21 = 9,54

Помогите решить задачи на паскаль.1) дан массив случайных чисел (количество элементов вводите с клавиатуры). найти произведение всех элементов массива.2) дан массив случайных чисел (количество элементов вводите с клавиатуры). найти сумму четных элементов массива.3) дан массив случайных чисел (количество элементов вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива.4) дан массив случайных чисел (количество элементов вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива среди элементов, кратных 3.

География - 6 лет назад

Почему япония - лидер по выплавке стали?

Математика - 6 лет назад

Чему равно: 1*(умножить)х? 0*х?

Русский язык - 6 лет назад

В каком из предложений пропущена одна (только одна!) запятая?1.она снова умолкла, точно некий внутренний голос приказал ей замолчать и посмотрела в зал. 2.и он понял: вот что неожиданно пришло к нему, и теперь останется с ним, и уже никогда его не покинет. 3.и оба мы немножко удовлетворим свое любопытство.4.впрочем, он и сам только еле передвигал ноги, а тело его совсем застыло и было холодное, как камень. 5.по небу потянулись облака, и луна померкла.

Информация