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.
18.12.2023 13:41
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.