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.
10.12.2023 15:39
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.