Данные задачи: mв (исходная масса воды) = 100 г = 0,1 кг; tв (нач. температура воды) = 20 ºС; mл (масса добавленного льда) = 20 г = 0,02 кг; tл (нач. температура льда) = -20 ºС.
Константы: согласно условию Св (уд. теплоемкость воды) = 4,2 * 103 Дж/(кг*ºС); Сл (уд. теплоемкость льда) = 2,1 * 103 Дж/(кг*ºС); λл (уд. теплота плавления льда) = 332 * 103 Дж/кг.
Тепловой баланс: Св * mв * (tв - tр) = Сл * mл * (0 - tн) + λл * mл + Св * mл * (tр - 0).
4,2 * 103 * 0,1 * (20 - tр) = 2,1 * 103 * 0,02 * (0 - (-20)) + 332 * 103 * 0,02 + 4,2 * 103 * 0,02 * (tр - 0).
8,4 - 0,42tр = 0,84 + 6,64 + 0,084tр.
0,504tр = 0,92 и tр = 0,92 / 0,504 = 1,83 ºС.
ответ: Установившаяся температура равна 1,83 ºС
Объяснение:
Объяснение:
№1
Q = Qл. + Qв.
Q = cл.m( tпл. - tн.) + λm + св.m( t - tпл. )
Q = m( cл.( tпл. - tн. ) + св.( t - tпл. ) + λ )
Q = 2( 2100 ( 0 - ( -20 ) ) + 4200 ( 40 - 0 ) + 2,3 * 10^6 ) = 5,02 MДж
№2
Qв. + Qл. = 0
Qл. = - Qв.
Так как лёд уже находится при температуре плавления то мы его уже не нагреваем а только плавим
λmл. = - cв.mв.( tпл. - t )
λmл. = cв.mв.( t - tпл.)
mл. = ( cв.mв.( t - tпл.) )/λ
mл. = ( 4200 * 2( 20 - 0 ) )/( 2,3 * 10^6 ) ≈ 0,073 кг = 73 г
№3
Интересная задача...
Сразу скажу что из условия мы точно не знаем растаял ли лед или нет...
Поэтому мы должны провести оценку
При Qв. > Qл. - весь лёд растаял и нагрелся до определенной температуры
При Qв. = Qл. - весь лёд растаял и имеет конечную же конечную температуру как и вода 0°С
При Qв. < Qл. - растаяла лишь часть льда но всё-таки некоторое количество льда осталось в твёрдом агрегатном состоянии а конечная температура льда и воды стала равна 0 °С
Поэтому
Для начала представим что что весь лёд растаял если это правда то тогда должно выполняться условие что
Qв. ≥ Qл.
Qв. = св.mв.( tн. - tпл.) = 4200 * 1( 30 - 0 ) = 126 кДж
Qл. = λmл.
Qл. = 2,3 * 10^6 * 0,5 = 1150 кДж
126 кДж ≥ 1150 кДж - Неверно
отсюда следует что тепловой энергии воды всё-таки не хватило чтобы растопить весь лёд и конечная температура льда и воды осталось равной 0 °С
№4
Q = Qл. + Qв.
Q = cл.m( tпл. - tн. ) + λm + св.m( t - tпл. )
Q = m( cл.( tпл. - tн. ) + св.( t - tпл. ) + λ )
Q = 1( 2100( 0 - ( -10 ) ) + 4200( 50 - 0 ) + 2,3 * 10^6 ) = 2531 кДж
№5
Буду считать то что удельная теплота сгорания дров q равна 15 МДж/кг
η = Qпол./Qзат.
η = ( Qл. + Qв. )/Qзат.
η = ( сл.m( tпл. - tн. ) + λm + св.m( tк. - tпл. ) )/( qmд. )
η = ( m( сл.( tпл. - tн. ) + λ + св.( tк. - tпл. ) ) )/( qmд. )
η = ( m( сл.( tпл. - tн. ) + λ + св.( tк. - tпл. ) ) )/( qmд. )
mд. = ( m( сл.( tпл. - tн. ) + λ + св.( tк. - tпл. ) ) )/( qη )
mд. = ( 5( 2100( 0 - ( -10 ) ) + 2,3 * 10^6 + 4200( 100 - 0 ) ) )/( 15 * 10^6 * 0,5 ) ≈ 1,827 кг
