Теплота и измерение объема
Физика

Сколько кубиков льда объемом 8 см^3 каждый необходимо добавить в чашку с горячим чаем объемом 240 г, чтобы достичь

Сколько кубиков льда объемом 8 см^3 каждый необходимо добавить в чашку с горячим чаем объемом 240 г, чтобы достичь той же температуры? Предположим, что температура чашки с чаем быстро выравнивается и не учитываем теплоемкость чашки. Учитываем, что масса чая составляет 200 г, удельная теплоемкость чая - 4200 Дж/кг°C, начальная температура чая - 60°C, температура льда -10°C, удельная теплота плавления льда - 3,35 · 10^5 Дж/кг, и плотность льда - 900 кг/м^3.
Верные ответы (1):
  • Сумасшедший_Рейнджер
    Сумасшедший_Рейнджер
    30
    Показать ответ
    Тема вопроса: Теплота и измерение объема

    Инструкция: Чтобы решить данную задачу, нам необходимо учесть теплообмен между чашкой с горячим чаем и добавленным льдом. Перед тем как рассчитать количество кубиков льда, нужно определить количество теплоты, которое должно передаться от горячего чая к льду для достижения равновесия температур.

    Сначала найдем теплоту, передаваемую от горячего чая к льду:

    Q = m * c * ΔT

    где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - разница в температурах.

    Теперь найдем количество кубиков льда, которое нам понадобится:

    V_льда = m_льда / ρ_льда

    где V_льда - объем, m_льда - масса, ρ_льда - плотность льда.

    Решим задачу:

    1. Найдем количество передаваемой теплоты:

    Q = m_чая * c_чая * ΔT_чая
    = 200 г * 4200 Дж/кг°C * (60°C - (-10°C))

    2. Найдем массу льда:

    Q = m_льда * L_льда
    ⇒ m_льда = Q / L_льда
    = Q / (3,35 · 10^5 Дж/кг)

    3. Найдем объем льда:

    V_льда = m_льда / ρ_льда
    = m_льда / (900 кг/м^3)

    Например:
    Задача: Сколько кубиков льда объемом 8 см^3 каждый необходимо добавить в чашку с горячим чаем объемом 240 г, чтобы достичь той же температуры?

    Совет: При решении задачи обратите внимание на единицы измерения: массу измеряем в граммах, объем в сантиметрах кубических и плотность в килограммах на кубический метр.

    Закрепляющее упражнение: С помощью данной информации рассчитайте количество кубиков льда, которое необходимо добавить в чашку с горячим чаем. Результат представьте в целых числах.
Написать свой ответ: