Какая будет конечная температура, если в 800 граммов воды при 45ºС добавить кусок льда массой 50 граммов при 0ºС?

Суть вопроса: Расчет конечной температуры смеси воды и льда.

Описание: Для решения этой задачи необходимо использовать формулу для теплового равновесия:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Сначала рассчитаем количество тепла, которое передастся от воды со своей начальной температурой (45ºС) к конечной температуре смеси. Используем формулу:

Qводы = mводы * cводы * ΔTводы,

где mводы = 800 г, cводы - удельная теплоемкость воды, ΔTводы - изменение температуры.

Затем рассчитаем количество тепла, которое будет поглощено льдом при его плавлении. Используем формулу:

Qльда = mL * L,

где mL - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Общее количество тепла после смешения будет равно нулю, так как тепло, переданное от воды, будет поглощено льдом:

Qводы + Qльда = 0.

Теперь можем решить задачу:

mводы * cводы * ΔTводы + mL * L = 0.

Для нахождения ΔTводы воспользуемся формулой:

ΔTводы = Tконечная - Tначальная,

где Tначальная = 45ºС, Tконечная - неизвестная конечная температура смеси.

Подставляем все значения в уравнение и решаем его:

800 г * cводы * (Tконечная - 45ºС) + 50 г * L = 0.

Найденное значение Tконечная будет ответом на задачу.

Пример:
Задача: Какая будет конечная температура, если в 800 граммов воды при 45ºС добавить кусок льда массой 50 граммов при 0ºС?

Решение:
Удельная теплоёмкость воды cводы = 4,18 Дж/г*ºС.
Удельная теплота плавления льда L = 334 Дж/г.

800 г * 4,18 Дж/г*ºС * (Tконечная - 45ºС) + 50 г * 334 Дж/г = 0.

Совет: В этой задаче важно помнить, что количество полученного тепла от воды будет равно количеству поглощенного тепла льдом при его плавлении. Используйте правильные значения удельной теплоемкости воды и удельной теплоты плавления льда для получения точного ответа.

Дополнительное задание: Сколько тепла будет выделяться, если 500 граммов пара при температуре 100ºС охладить до воды при той же температуре? Удельная теплоемкость пара равна 2,03 Дж/г*ºС, удельная теплоемкость воды 4,18 Дж/г*ºС, удельная теплота конденсации пара 2260 Дж/г.