Какая была начальная температура воды в сосуде, если в нем был литр воды и добавили 500 г льда, а затем температура

  • 62
Какая была начальная температура воды в сосуде, если в нем был литр воды и добавили 500 г льда, а затем температура стала 10 °C? Ответите в °C, округлив до десятых. При расчетах можно пренебречь теплообменом с окружающей средой. Удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоемкость льда - 2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда - 330 кДж/кг.
Пушистик
67
Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Пусть T - начальная температура воды в сосуде.

Сначала вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления:

Q1=mльдаcльда(T0)

где mльда - масса льда, cльда - удельная теплоемкость льда, T0 - разность температур между начальной температурой воды и температурой плавления льда.

Затем вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Q2=mльдаLf

где Lf - удельная теплота плавления льда.

Далее вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от температуры плавления до конечной температуры:

Q3=mводыcводы(10T)

где mводы - масса воды, cводы - удельная теплоемкость воды, 10T - разность температур между конечной температурой и температурой плавления.

Используя закон сохранения энергии, мы можем записать следующее уравнение:

Q1+Q2+Q3=0

Подставим выражения для каждого Q и решим уравнение:

mльдаcльда(T0)+mльдаLf+mводыcводы(10T)=0

Теперь подставим известные значения:

5002100(T0)+500330+10004200(10T)=0

Раскроем скобки:

1050000(T0)+165000+4200000(10T)=0

1050000T+165000+420000004200000T=0

1050000T4200000T=16500042000000

3150000T=42165000

T=42165000315000013.4

Ответ: Начальная температура воды в сосуде, округленная до десятых, составляет -13.4 °C.

Обратите внимание, что полученное значение отрицательно, что означает, что вода в сосуде была охлаждена до отрицательной температуры. Возможно, была допущена ошибка в записи условия задачи или в предоставленных данных.