За якою мінімальної температури монета могла повністю зануритися в лід? Температура льоду була 0 оС. Густина сплаву

Тема: Температура замерзания монеты в льду

Инструкция: Для того чтобы вычислить минимальную температуру, при которой монета может полностью замерзнуть в льду, нам понадобится учесть тепло, выделяющееся при замерзании воды и тепло, поглощаемое монетой.

Сначала мы можем вычислить количество тепла, которое необходимо поглотить монетой, чтобы она достигла температуры замерзания льда (0°C). Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = масса монеты * питомая теплоемкость монеты * (температура замерзания льда - начальная температура монеты)

Затем, мы вычислим количество тепла, которое выделяется при замерзании воды на монете. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = масса монеты * питомая теплота плавления льда

Итоговая формула для определения минимальной температуры будет выглядеть следующим образом:

Масса монеты * питомая теплоемкость монеты * (температура замерзания льда - начальная температура монеты) = масса монеты * питомая теплота плавления льда

Теперь мы можем решить это уравнение, чтобы получить значение минимальной температуры.

Доп. материал: Допустим, масса монеты составляет 10 г, начальная температура монеты равна 20°C. Мы можем использовать известные значения, чтобы вычислить минимальную температуру, при которой монета замерзнет полностью в льду.

Совет: Для лучшего понимания этой концепции, рекомендуется ознакомиться с понятием питомой теплоемкости и питомой теплоты плавления. Дополнительно, можно изучить законы сохранения энергии, которые помогут понять, как тепло перемещается между предметами.

Упражнение: Допустим, масса монеты составляет 15 г, начальная температура монеты равна 25°C. Вопрос: Какова минимальная температура, при которой монета может полностью замерзнуть в льду?

Тема урока: Температура плавления льда

Объяснение: Для решения этой задачи мы будем использовать формулу для расчета теплового потока при изменении температуры вещества. Тепловой поток (Q) равен произведению массы вещества (m), его плотности (ρ) и питомой теплоемкости (c) на разницу в температуре (ΔT). То есть Q = m * ρ * c * ΔT.

Перед тем, как монета полностью погрузится в лед, она должна передать всю свою тепловую энергию льду, чтобы тот расплавился. Поэтому мы можем сказать, что тепловой поток, передаваемый монетой льду, равен теплоте плавления льда.

Теплота плавления льда (Q_леда) равна произведению массы льда (m_леда), его плотности (ρ_леда) и питомой теплоты плавления (L). То есть Q_леда = m_леда * ρ_леда * L.

Мы также можем записать уравнение для теплоты, передаваемой монетой льду, используя формулу для теплового потока: Q_леда = m_монеты * ρ_монеты * c_монеты * ΔT.

так как плотность льда равна 900 кг/м3, плотность монеты равна 9 г/см3 и питомая теплоемкость монеты составляет 220 Дж/кг*С, мы можем записать уравнение в виде: m_монеты * 900 кг/м3 * 220 Дж/кг*С * ΔT = m_леда * 900 кг/м3 * 330 кДж/кг.

Мы также знаем, что ΔT равна разнице между температурой плавления льда (0°C) и температурой охлаждения монеты (T). Так что ΔT = 0°C - T.

Теперь мы можем решить уравнение и найти значение температуры T, при которой монета полностью погрузится в лед.

Дополнительный материал: Пусть масса монеты (m_монеты) равна 10 г. Найдите температуру T, при которой монета полностью погрузится в лед.

Совет: Чтобы решить эту задачу, вы можете постепенно переписывать уравнение и подставлять известные значения.

Закрепляющее упражнение: Пусть масса монеты (m_монеты) равна 5 г. Найдите температуру T, при которой монета полностью погрузится в лед.