3. Какова масса льда m, образующегося из м1= 1кг охлажденной до t = -8 °C воды, когда она помещается в небольшой

Тема занятия: Масса льда, образующегося из охлажденной воды

Объяснение: Чтобы найти массу образовавшегося льда, мы можем использовать формулу для расчета изменения энергии фазы. Когда вода охлаждается до температуры замерзания и затем замерзает, она теряет определенное количество тепла, которое используется для превращения ее в лед. Это количество тепла можно рассчитать с помощью следующей формулы:

Q = m1 * L

где Q - количество тепла, m1 - масса воды и L - удельная теплота плавления льда.

Далее, используя закон сохранения энергии, мы можем сказать, что этот же объем тепла потерян системой для нагревания льда до 0 °C и затем за счет плавления. Поэтому мы можем записать:

Q = m * (c * t + L)

где m - масса образовавшегося льда, c - удельная теплоемкость льда и t - изменение температуры.

Мы знаем, что начальная температура воды была -8 °C, поэтому t = (0 - (-8)) = 8 °C.

Теперь мы можем объединить первую и вторую формулы и решить уравнение относительно m:

m1 * L = m * (c * t + L)

m = (m1 * L) / (c * t + L)

Пример: Пусть m1 = 1 кг, L = 334 000 Дж/кг, c = 2 090 Дж/(кг·°C) и t = 8 °C. Подставляя значения в формулу, получаем:

m = (1 * 334000) / (2090 * 8 + 334000) ≈ 0.05 кг

Таким образом, масса образовавшегося льда составляет около 0.05 кг.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, важно запомнить значения удельной теплоты плавления льда и удельной теплоемкости льда. Также полезно проводить множество практических задач, чтобы закрепить понимание применения формулы.

Закрепляющее упражнение: Какова масса льда, образующегося из 0.5 кг воды, если она охлаждается до -12 °C и затем замерзает? Удельная теплоемкость льда равна 2 090 Дж/(кг·°C), а удельная теплота плавления льда равна 334 000 Дж/кг.