Задача по физике Известно, что порция снега, внесенная с улицы в комнату, нагревается от уличной температуры −20 ∘C до −19 ∘C за 30 с. За какое время эта же порция снега, нагревшаяся до 0 ∘C, растает полностью? Ответ дайте в секундах, округлив до целого числа. Комнатная температура 25 ∘C. Удельная теплоёмкость льда cл=2100 Джкг⋅∘C, удельная теплота плавления льда λ=330 кДжкг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы растаять полностью, леду нужно нагреться от -19 ∘C до 0 ∘C, затем растаять при 0 ∘C и нагреть получившуюся воду от 0 ∘C до 25 ∘C.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева льда от -19 ∘C до 0 ∘C:
Q1 = m c ΔT = m cл ΔT = m 2100 19 = m * 39900 Дж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q2 = m λ = m 330000 Дж

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 ∘C до 25 ∘C:
Q3 = m c ΔT = m cв ΔT = m 4200 25 = m * 105000 Дж

Так как всё это количество теплоты поступает в порцию снега за время t, то можно записать уравнение:
Q1 + Q2 + Q3 = m (cл ΔT + λ + cв ΔT) = m (39900 + 330000 + 105000) = m * 474900 Дж

Так как каждую секунду в порцию снега поступает Q, то:
m 474900 = Q t

Таким образом, время, за которое эта порция снега растает полностью, равно:
t = m * 474900 / Q

Из условия известно, что за 30 с порция снега нагревается от -20 ∘C до -19 ∘C. Следовательно, поток теплоты Q = m cл 1 = m 2100. Таким образом, получаем:
t = m 474900 / (m * 2100) = 226 с

Ответ: время, за которое эта порция снега растает полностью, равно 226 секундам.