1. Чем больше масса тела, тем больше тепла требуется, что бы нагреть его на 1 градус.
2. Чем больше разность температур в начале и конце процесса, тем больше тепла для этого нужно.
(Естественно, если идет остывание, то надо говорить о выделившемся тепле).
А теперь не столь очевидное:
Для того, что бы изменить температуру тела на один градус при одной и той же массе для различных веществ требуется разное количество вещества. Поэтому ввели физическую величину, называющуюся удельной теплоемкостью, и показывающую зависимость изменения количества тепла от рода вещества.
Удельная теплоемкость - это количество тепла, необходимого для нагрева тела массой 1 кг на 1 градус. Обозначается с.
Теперь сложив все это воедино получим формулу
Q = cm(t2-t1), где Q - количество тепла, необходимое для нагрева (или выделившееся при остывании) тела массой m на t2-t1 градус.
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:
Сначала интуитивно понятное:
1. Чем больше масса тела, тем больше тепла требуется, что бы нагреть его на 1 градус.
2. Чем больше разность температур в начале и конце процесса, тем больше тепла для этого нужно.
(Естественно, если идет остывание, то надо говорить о выделившемся тепле).
А теперь не столь очевидное:
Для того, что бы изменить температуру тела на один градус при одной и той же массе для различных веществ требуется разное количество вещества. Поэтому ввели физическую величину, называющуюся удельной теплоемкостью, и показывающую зависимость изменения количества тепла от рода вещества.
Удельная теплоемкость - это количество тепла, необходимого для нагрева тела массой 1 кг на 1 градус. Обозначается с.
Теперь сложив все это воедино получим формулу
Q = cm(t2-t1), где Q - количество тепла, необходимое для нагрева (или выделившееся при остывании) тела массой m на t2-t1 градус.
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.