Какова была масса льда, который был нагрет при потере 2 градусов температуры 2 кг воды, если количество выделившейся

  • 7
Какова была масса льда, который был нагрет при потере 2 градусов температуры 2 кг воды, если количество выделившейся теплоты при этом было использовано для нагревания льда на 4 градуса?
Романович
55
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Исходя из условия, количество выделившейся теплоты при охлаждении воды равно количеству теплоты, полученной при нагревании льда.

Допустим, что масса льда равна m кг, а начальная температура льда составляет T1 градусов Цельсия. Также, из условия задачи известно, что начальная температура воды составляет T2 градусов Цельсия, а ее общая масса равна 2 кг.

При переходе льда из одного состояния в другое, не меняя его фазу, требуется определенное количество теплоты. Для льда данное количество теплоты равно Q1=mc1ΔT1, где c1 - удельная теплоемкость льда, а ΔT1 - изменение температуры льда.

Соответственно, при потере 2 градусов температуры 2 кг воды необходимо использовать количество теплоты, равное Q2=2c2ΔT2, где c2 - удельная теплоемкость воды, а ΔT2 - изменение температуры воды.

Из условия задачи известно, что количество выделившейся теплоты при охлаждении воды использовано для нагревания льда на 4 градуса, то есть Q2 должно быть равно Q1.

Теперь выполним необходимые подстановки и решим уравнение:

mc1ΔT1=2c2ΔT2

Данных о значениях удельной теплоемкости льда и воды у меня нет, поэтому предположим, что c1=2100Дж/кгградус Цельсия и c2=4200Дж/кгградус Цельсия.

Теперь решим уравнение:

m2100(4)=24200(2)

Упростим выражение:

4m2100=224200

Делим обе части уравнения на -4:

m2100=24200

Теперь делим обе части уравнения на 2100:

m=242002100

Производим необходимые вычисления:

m=4кг

Итак, масса льда, который был нагрет при потере 2 градусов температуры 2 кг воды, составляет 4 кг.