В сосуд, содержащий 10 кг льда при 0°С, влили 5 кг воды, взятой при90°С. Какое количество льда останется в твёрдом состоянии?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Пусть искомая масса льда, которая останется в твёрдом состоянии, равна m кг.

Тепловая энергия, которая перейдёт от воды к льду при достижении теплового равновесия, равна:

Q1 = m c Δt (1),

где c - удельная теплоёмкость воды (4,186 Дж/г°С), Δt - разность температур между водой и льдом (90°С - 0°С = 90°С).

Тепловая энергия, которая уйдёт на нагревание воды к температуре плавления льда, равна:

Q2 = 5 c Δt + 5 * L (2),

где L - удельная теплота плавления льда (333,4 Дж/г).

Тепловая энергия, необходимая для нагревания льда после плавления до 90°С, равна:

Q3 = m c Δt + m * L (3).

Так как тепловая энергия из пункта (1) равна тепловой энергии из пункта (2) + тепловой энергии из пункта (3), то:

m c Δt = 5 c Δt + 5 L + m c Δt + m L,

m L = 5 L + m * L,

m = 5.

Ответ: в твёрдом состоянии останется 5 кг льда.