мы берем лед 2 кг (-10 град) и кидаем в воду 5 кг (45 град) . Найти финальную температуру. (даны удельная теплоемкость воды (4.2) и льда (2.1) и еще теплота плавления 344. Как? ( пожалуйста напишите поподробнее. Спасибо
Энергия на нагрев льда+плавление до состояния воды
2,1*2*10+2*344=730
Температура, до которой охладилась горячая вода
45-730/(4,2*5)=10,24
У нас получилась вода при 0 и при 10,24 градусах.
Температура смеси
2*(Т-0)=5*(10,24-Т)
Т=7,31
Проверяйте.
Ответ. Q1=c1*m1*(t1-t0);Q1=4200*5*45=9,45*10^5; Q2=c2*m2*(t0-t2)+L*m2;
Q2=2100*2*10+3,3*10^5*2=7,02*10^5; dQ=Q1-Q2=2,43*10^5; dt=dQ/(c2*(m1+m2)); dt=(2,43*10^5)/(4200*7)=8;
2*344000+2*10*2100+2*t*4200 = 5*4200*t
Начальная t(льда) = -10 С = 263 K, начальная t(воды) = +45 С = 318 K, конечная T K.
Затраченное/полученное тепло
Q1 = c(воды) *m(воды) *(t(воды) - T) = 4200*5*(318 - T) = 21*10^3*(318 - T)
Q2 = c(льда) *m(льда) *(T - t(льда) ) = 2100*2*(T - 263) = 4,2*10^3*(T - 263)
Очевидно, что в итоге лед расплавится и конечная температура будет больше 0.
При плавлении льда будет затрачена энергия
Q3 = L*m(льда) = 344*10^3 (Дж/кг) * 2 (кг) = 688*10^3 Дж
Затраченная энергия должна быть равна полученной. Составляем уравнение
Q1 = Q2 + Q3
21*10^3*(318 - T) = 4,2*10^3*(T - 263) + 688*10^3
21*318 - 21T = 4,2T - 4,2*263 + 688
21*318 + 4,2*263 - 688 = 4,2T + 21T
6678 + 1104,6 - 688 = 25,2T
T = 7094,6 / 25,2 ~ 281,53 K = 8,53 C
⇢