Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
97,9%
Объяснение:
Дано:
P = 1 509 Вт
m1 = 0,528 кг
t1 = -15 °с
tп = 0 °с
tk = 62°c
m2 = 0,047 кг
t = 2940 c
λ = 330000 Дж / кг
L = 2260000 Дж / кг
с1 = 2100 Дж / кг * °с
с2 = 4200 Дж / кг * °с
Найти:
μ - ?
μ = Aп / Аз * 100 %
Аз = 2940 * 1509 = 4436460 Дж
Ап = Q
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
Q1 = c1m1(tп - t1) = 2100 * 0,528 * 15 = 16 632Дж
Q2 = λm1 = 330000 * 0,528 = 174 240 Дж
Q3 = c2m1(tk - tп) = 4200 * 0,528* 62= 137 491,2 Дж
Q4 = Lm2 = 2260000 * 0,047 = 106 220 Дж
Aп = Q = 16 632+174 240+137 491,2+106 220 = 434 583,2Дж
μ = 434 583,2/4436460 *100%=97,9%
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
(2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
(4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
(5)
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
кг
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.