В воду массой 1,5 кг. положили лед, температура которого 0 градусов Цельсия. Начальная температура воды 30 градусов Цельсия. Сколько нужно взять льда, чтобы он весь растаял? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж./кг. C, льда - 2100 Дж./кг. C, удельная теплота плавления льда 3,3*10^5 Дж./кг.
Для того чтобы определить количество льда, необходимого для его полного растворения, нужно использовать закон сохранения энергии:
Qпла + Qвода = Qлед
где Qпла - теплота плавления льда, Qвода - теплота охлаждения воды, Qлед - теплота нагревания льда до 0 градусов Цельсия.
Сначала найдем теплоту охлаждения воды:
Qвода = mводы cводы ΔT
Qвода = 1,5 кг 4200 Дж/кгC * (30-0) = 63 000 Дж
Теперь найдем теплоту плавления льда:
Qпла = mлед * hпла
где mлед - масса льда, hпла - удельная теплота плавления льда.
Qпла = mлед 3,310^5 Дж/кг
Теперь найдем теплоту нагревания льда до 0 градусов Цельсия:
Qлед = mлед cлед ΔT
Qлед = mлед 2100 Дж/кгC * (0-(-10)) = 21000 Дж
Теперь объединим все выражения:
mлед 3,310^5 + 63 000 = mлед 3,310^5 + 21 000
Решив уравнение, получим:
mлед = 4,29 кг
Таким образом, чтобы полностью растаять нужно взять 4,29 кг льда.