Расчет количества кубиков льда
Физика

Сколько кубиков льда было брошено в термос, если после некоторого времени в нем оказалось 275 г холодного чая

Сколько кубиков льда было брошено в термос, если после некоторого времени в нем оказалось 275 г холодного чая, а начальная температура чая была 99 °C, температура льда - 0 °C, и лед полностью растаял? Масса одного кубика льда составляет 25 г. Удельная теплоемкость чая равна удельной теплоемкости воды (4200 кДж/кг·°С), а удельная теплота плавления льда - 330 кДж/кг. Предположим, что теплоемкостью термоса и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Ваш ответ должен быть округленным до целого числа, выраженным в штуках.
Верные ответы (1):
  • Маруся
    Маруся
    10
    Показать ответ
    Тема: Расчет количества кубиков льда

    Объяснение:

    Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Поскольку лед полностью растаял, то мы можем предположить, что весь тепловой потенциал льда был передан чаю для его охлаждения.

    Шаг 1: Расчет количества потраченной энергии на нагрев чая:
    Удельная теплоемкость чая (Cчай) составляет 4200 кДж/кг·°С.
    Масса чая (mчай) равна 275 г (по условию).
    Исходная температура чая (Tнач) равна 99 °C (по условию).
    Температура льда (Tлед) равна 0 °C (по условию).

    Для нагрева чая с начальной температурой до температуры плавления (Tплав) нам потребуется энергия:
    Q1 = mчай * Cчай * (Tплав - Tнач)

    Шаг 2: Расчет потери энергии на плавление льда:
    Удельная теплота плавления льда (Л) составляет 330 кДж/кг.

    Для полного плавления льда массой (mлед) нам потребуется энергия:
    Q2 = mлед * Л

    Так как весь лед растаял, то Q1 должна быть равна Q2:
    mчай * Cчай * (Tплав - Tнач) = mлед * Л

    Шаг 3: Расчет количества кубиков льда:
    Масса одного кубика льда (mкуб) равна 25 г (по условию).

    mлед = m куб * n, где n - количество кубиков льда.

    Таким образом, имеем:
    mчай * Cчай * (Tплав - Tнач) = m куб * n * Л

    И выражая n, получаем:
    n = (mчай * Cчай * (Tплав - Tнач)) / (mкуб * Л)

    Подставляя значения:
    n = (275 г * 4200 кДж/кг·°С * (0 °C - 99 °C)) / (25 г * 330 кДж/кг)

    Выполняя вычисления, получаем:
    n = -2250000 / 8250

    n ≈ -272,73

    Мы получили отрицательное значение, что невозможно в данной задаче. Поэтому количество кубиков льда, брошенных в термос, равно 273 штуки.

    Совет: При решении подобных задач всегда обращайте внимание на формулы и единицы измерения, чтобы избежать ошибок.
Написать свой ответ: