В теплоизолированном сосуде смешивают кипящую воду и лёд из холодильника в объёмном соотношении 3 : 4. В результате весь лёд тает и в сосуде устанавливается равновесие при температуре 0℃. Тепловыми потерями и теплоёмкостью сосуда можно пренебречь. Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, плотность воды 1000 кг/м3, плотность льда 900 кг/м3

.

При какой температуре лёд находился в холодильнике?
Ответ дайте в градусах Цельсия (с учётом знака), округлив до целого числа.
Какая температура установится в сосуде, если взять обратное объёмное соотношение воды и льда (то есть 4 : 3)?
Ответ выразите в градусах Цельсия (с учётом знака), округлив до целого числа.

11 Окт 2022 в 19:42
158 +1
0
Ответы
1
Пусть масса воды в сосуде составляет m кг, масса льда – 1.33m кг. Тогда энергия, выделяемая при таянии льда, должна равняться энергии, поглощенной водой
1.33m 340 10^3 = m 4200 0
откуда m = 1.33m 340 10^3 / 4200

Решая это уравнение, получаем m = 112.67 кг, m * 1.33 = 150 кг – масса воды и льда соответственно. Теперь найдем массу исходно замерзшего льда:

3 * 150 : 4 = 112.5

Он тает при температуре 0 °C, следовательно, температура льда в холодильнике равна 0 °C.

Когда будем использовать обратное объёмное соотношение воды и льда (4 : 3), то масса воды и льда будет равна 133.33 кг. Теперь найдем, сколько теплоты передастся льду, чтобы он полностью таял, а затем нагревался до равновесия с водой:

1.33m 340 10^3 + m 2100 0 = m 4200 T,

где T – искомая температура. Решая это уравнение, получаем T = 30 °C.

Итак, температура, которая установится в сосуде при обратном объёмном соотношении воды и льда (4 : 3), составит 30 °C.

16 Апр в 17:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 90 620 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир