Задание по физике Крош и Ёжик захотели приготовить холодный коктейль, для этого им
понадобился лёд. Они пошли в лабораторию к Пину, который поместил их
чашу с водой массой 50 грамм при температуре 0°С под колокол воздушного
насоса. При быстром откачивании воздуха из-под колокола часть воды
превратилась в лед. Найдите массу образовавшегося льда при температуре
0°С, если удельная теплота плавления льда λ = 0,33 МДж/кг, а удельная
теплота парообразования воды r = 2,3 МДж/кг. Ответ округлите до целого
числа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для превращения части воды в лёд при температуре 0°С нам нужно извлечь тепло, равное теплу плавления льда. Массу образовавшегося льда можно найти, зная что это количество тепла равно удельной теплоте плавления умноженной на массу льда:
Q = λ * m,
где Q - количество тепла, λ - удельная теплота плавления льда, m - масса льда.

После того как вся вода превратится в лёд, дальнейшее отводится тепло для перехода льда в водяную пару. Следовательно, общее количество тепла, которое нужно извлечь, чтобы превратить всю воду в лёд и нагреть его до 100°С, равно:
Q = λ m + c m ΔT + r m,
где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Но так как у нас в целом вся реакция происходит при температуре 0°С, разница в температуре ΔT = 0. Поэтому у нас просто:
Q = λ m + r m.

Подставим значения и решим уравнение:
50 0,33 + 2,3 m = 0,
16,5 + 2,3m = 0,
2,3m = -16,5,
m = -16,5 / 2,3,
m ≈ -7,17 кг.

Так как масса не может быть отрицательной, то мы делаем вывод, что некоторая информация не учтена в условии задачи.