Жаркий июльский день. Петя, изнемогая от зноя, решил приготовить себе и Маше прохладительный напиток. В сосуд, содержащий 600 г воды при температуре 50 град. ,он бросает кусок льда массой 200 г при температуре -10 град. .Какая конечная температура напитка установится в сосуде после полного таяния куска льда в воде?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо для нагревания льда от -10 градусов до 0 градусов:

Q1 = m c ΔT, где
m = 200 г (масса льда)
c = 2.1 Дж/(г*град) (удельная теплоемкость льда)
ΔT = 0 - (-10) = 10 градусов

Q1 = 200 2.1 10 = 4200 Дж

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Q2 = m * L, где
L = 334 Дж/г (удельная теплота плавления льда)

Q2 = 200 * 334 = 66800 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо для нагревания получившейся воды от 0 градусов до конечной температуры Т:

Q3 = m c ΔT, где
m = 600 г (масса воды)
c = 4.18 Дж/(г*град) (удельная теплоемкость воды)
ΔT = Т - 0

Q3 = 600 4.18 Т = 2513 * Т

Зная, что сумма всех теплот равна нулю, мы можем сделать следующее уравнение:

Q1 + Q2 + Q3 = 0
4200 + 66800 + 2513 * Т = 0
Т = -28600 / 2513 = -11,4 градуса

Итак, конечная температура напитка после полного таяния льда будет -11,4 градуса Цельсия.