Сколько граммов снега растаяло, когда кузнец, разогревая стальную подкову массой 680 г до температуры 1000°C, положил

Суть вопроса: Теплопередача и фазовые переходы

Пояснение: Для решения данной задачи мы должны использовать две формулы: формулу для определения количества тепла, переданного от одного тела к другому, и формулу для определения количества теплоты, необходимого для плавления снега.

1. Сначала найдем количество тепла, переданного от подковы к снегу. Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1,

где
Q1 - количество тепла,
m1 - масса подковы,
c1 - удельная теплоемкость стали,
ΔT1 - изменение температуры стали.

Подставляем известные значения:
m1 = 680 г,
c1 = 460 Дж/кг-°С,
ΔT1 = 1000 - 0 = 1000°C.

Подставляя значения в формулу, получаем:
Q1 = 680 г * 460 Дж/кг-°С * 1000°C = 3 140 000 Дж.

2. Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления снега. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = m2 * L,

где
Q2 - количество тепла,
m2 - масса снега,
L - удельная теплота плавления снега.

Подставляем известные значения:
L = 340 кДж/кг,
m2 - неизвестно.

Подставляя значения в формулу, получаем:
Q2 = m2 * 340 кДж/кг.

3. Затем находим массу снега, используя закон сохранения энергии:

Q1 = Q2.

Подставляя полученные значения, получаем:
3 140 000 Дж = m2 * 340 кДж/кг.

Преобразуем единицы измерения:
1 Дж = 0.001 кДж,
1 кг = 1000 г,
1 Дж/кг = 0.001 кДж/кг.

3 140 000 Дж = m2 * (0.001 кДж/кг * 1000 г/кг) * 340 кДж/кг.

Упрощаем выражение:
3 140 000 Дж = m2 * 0.34 кДж.

Делим обе части уравнения на 0.34:
m2 = 3 140 000 Дж / 0.34 кДж ≈ 924 706 г.

4. Округляем массу снега до целого значения:
m2 ≈ 925 г.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию теплопередачи и фазовых переходов, рекомендуется изучить основные принципы теплоты и ее передачи, включая удельные теплоемкости и фазовые переходы различных веществ.

Дополнительное задание: Разогрейте пробирку массой 250 г на 185 °C и поместите ее в сосуд с льдом массой 500 г. Сколько граммов льда растаяло? Удельная теплоемкость пробирки равна 900 Дж/кг-°С, а удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг. Ответ округлите до целого значения.