Домашние задания: Физика

Физика ( Фазовые Переходы). Пишите пожалуйста полностью с Дано

В калориметр, содержащий 1,5 л воды при температуре 20 °С, кладут кусок льда при температуре —10 °С. Чему равна масса льда, если после установления теплового равновесия в калориметре находится:
а) только лёд;
б) только вода;
в) лёд и вода в теплимом равновесии?
В калориметр, содержащий V = 1,5 л воды при температуре t1 = 20°С, кладут кусок льда при температуре t2 = —10°С. Чему равна масса m льда, если после установления теплового равновесия в калориметре находится: а) только лёд; б) только вода; в) лёд и вода в тепловом равновесии?
{{{ СПРАВКА; Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда: λ = 3,4*10^5 Дж кг, удельная теплоёмкость льда: с2 = 2100 Дж/(кг*°С), удельная теплоёмкость воды: с1 = 4200 Дж/(кг *°С) }}}

Целых три по смыслу задачи!!!!
РЕШЕНИЕ:
Дано:
V = 1,5 л ==> M = 1,5 кг;
t1 = 20°C;
c1 = 4200 Дж/(кг*К);
t2 = – 10°C;
c2 = 2100 Дж/(кг*К);
λ = 3,4*10^5 Дж/кг.
—————————
m1,2,3 = ?
Решение:
Общая часть:
M*c1*(t1 – 0) – m*c2*(0 – t2) – m*λ = Q1,2,3.

Случай а): Q1 — теплота, требуемая для заморозки охлаждённой до 0°С воды М: Q1 = – M*λ — без последующего охлаждения льда.
M*c1*(t1 – 0) – m*c2*(0 – t2) – m*λ = – M*λ. (***) ==>
M*c1*(t1 – 0) + M*λ = m*c2*(0 – t2) + m*λ ==>
m = M*(c1*20 + λ)/(c2*10 + λ) = 1.5*(4200*20+3.4*10^5)/(2100*10+3.4*10^5) = 1.7617 = 1,762 кг.
Итак: m1 = 1,762 кг.

Случай б): Q2 = 0, т. е. исходной теплоты воды как раз достаточно, чтобы нагреть и расплавить весь лёд (при 0°С). Тогда (***) станет::
M*c1*(t1 – 0) – m*c2*(0 – t2) – m*λ = 0, откуда:
m = M*(c1*20)/(c2*10 + λ) = 1.5*4200*20/(2100*10+3.4*10^5) = 0.349 кг.
Здесь: m2 = 0349 кг.

Случай в): Очевидно, что этот случай — промежуточный между а) и б): значит, ответом здесь будет: 0,349 < m3 < 1,762 (кг).
Илья Корман
Илья Корман
91 976
Лучший ответ