1) Какое количество теплоты передалось воде при охлаждении до 0 °С, если ее масса составляет 100 г? 3) Через какой

Alekseevich

17

Хорошо, давайте посчитаем количество теплоты, переданное воде при охлаждении до 0 °С:

1) Для решения этой задачи воспользуемся уравнением теплопотери:

$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$,

где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоемкость вещества, а $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Масса воды составляет 100 г, значит $m=100\text{г}$. Удельная теплоемкость воды равна $c=4,186\text{Дж/(г °С)}$. Так как вода охлаждается до 0 °С, то изменение температуры $\mathrm{\Delta }T$ будет равно $0-4=-4\text{°С}$.

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение:

$$Q=100\text{г}\cdot 4,186\text{Дж/(г °С)}\cdot (-4)\text{°С}$$.

Расчитаем значение:

$$Q=-1674,4\text{Дж}$$.

Таким образом, количество теплоты, переданное воде при охлаждении до 0 °С, составляет -1674,4 Дж.

2) Теперь рассчитаем промежуток времени, через который Пете нужно поставить воду в холодильник, чтобы она успела замерзнуть, если он должен охладить 250 г льда для лимонада на празднике.

Для этого воспользуемся формулой:

$$Q=m\cdot L$$,

где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $L$ - удельная теплота плавления.

Масса льда составляет 250 г, значит $m=250\text{г}$. Удельная теплота плавления воды равна $L=334,16\text{Дж/г}$.

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение:

$$-1674,4\text{Дж}=250\text{г}\cdot 334,16\text{Дж/г}$$.

Расчитаем значение:

$$t=\frac{-1674,4\text{Дж}}{250\text{г}\cdot 334,16\text{Дж/г}}$$.

Расчет выходит около $t\approx -2,514$ секунд.

Таким образом, Пете нужно поставить воду при температуре 4 °С в холодильник примерно за 3 секунды.