Какая наибольшая масса воды массой m, имеющей температуру 100°C, может быть постепенно помещена в лунку с объемом
Какая наибольшая масса воды массой m, имеющей температуру 100°C, может быть постепенно помещена в лунку с объемом V0=1000см³, которая находится в большой плоской льдине с температурой 0°C? Лунка закрыта пенопластовой (теплоизолирующей) крышкой, в которой есть небольшое отверстие (см. рис. 32). Учитывайте, что удельная теплоемкость воды равна c0=4,19кДж/°C, плотность воды равна ρ0=1,00*10³кг/м³, плотность льда равна ρл=0,90*10³кг/м³ и удельная теплота плавления льда равна λ=334кДж/кг.
09.05.2024 15:21
Объяснение: Для решения этой задачи мы должны учесть переход тепла между водой и льдом и учесть, что лед должен растаять полностью.
Для начала найдем количество теплоты, которое нужно передать льду для его полного плавления. Используя удельную теплоту плавления λ, мы получаем следующее выражение: Q = m * λ.
Затем, используя уравнение теплового баланса Q = mcΔT, где m – масса воды, c – удельная теплоемкость воды и ΔT – изменение температуры, можно найти количество теплоты, которое передается воде с начальной температурой 100°C, чтобы ее температура снизилась до 0°C.
Теперь мы можем сравнить количество теплоты Q, требуемое для плавления льда, с количеством теплоты, которое можно передать воде для снижения ее температуры.
Вычислив максимальное количество возможной теплоты для снижения температуры воды, мы сможем найти максимальную массу воды, которая поместится в лунку.
Доп. материал: Предположим, масса воды равна 500 г. Какая наибольшая масса воды может быть помещена в лунку?
Совет: Для лучшего понимания задачи, важно разобраться в использованных формулах и уравнениях, таких как формула теплового баланса и удельная теплота плавления льда. Помните, что температура должна снижаться до 0°C для полного плавления льда, что означает, что переданная теплота должна быть больше или равна теплоте плавления льда.
Дополнительное упражнение: Если масса воды равна 800 г, какая наибольшая масса воды может быть помещена в лунку?