Три часа = 3*60 (минут) = 3*360 секунд=1080 секунд - это был перевод в СИ. Скорость утечки: 1,1*10^8 м³/с⇒ за три часа утечет 1,1*10^8*1080=11,88*10^10 кубометров. Дальше уравнение p=nkT T=20+273 (в Кельвины) =293 К p=101 325 Па (760 мм рт. ст., нормальная атмосфера) (но можешь взять просто 100 кПа) концентрация n=N/V, где N - искомое число молекул, V - найденный выше объем k- постоянная Больцмана 1,38*10^(-23) Дж/К p=N/V*kT⇒N=pV/kT У меня ответ вышел примерно 3*10^36 молекул, но в расчетах могла ошибиться. Формулы точно правильные
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:
Скорость утечки: 1,1*10^8 м³/с⇒ за три часа утечет 1,1*10^8*1080=11,88*10^10 кубометров.
Дальше уравнение p=nkT
T=20+273 (в Кельвины) =293 К
p=101 325 Па (760 мм рт. ст., нормальная атмосфера) (но можешь взять просто 100 кПа)
концентрация n=N/V, где N - искомое число молекул, V - найденный выше объем
k- постоянная Больцмана 1,38*10^(-23) Дж/К
p=N/V*kT⇒N=pV/kT
У меня ответ вышел примерно 3*10^36 молекул, но в расчетах могла ошибиться. Формулы точно правильные
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
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 :
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:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.