Учень експериментуючи налив 5 л води при температурі 10°С і помістив у воду шматок льоду масою m = 3 кг при температурі 0°С. Яка температура встановиться в посудині? Посудина теплоізольована. ​

: 7,69°С

Объяснение: Для начала определим численно количество теплоты Q1, выделяемое водой массой m1 при охлаждении от температуры t1 до температуры плавления льда tп (tп=0∘ C), по формуле:

Q1=c1m1(t1–tп)

Удельная теплоёмкость воды c1 равна 4200 Дж/(кг·°C).

Q1=4200⋅5⋅(10–0)=126000Дж=210кДж

Далее посчитаем численно количество теплоты Q2, необходимое для нагревания льда массой m2 от температуры t2 до температуры плавления льда tп, по формуле:

Q2=c2m2(tп–t2)

Удельная теплоёмкость льда c2 равна 2100 Дж/(кг·°C).

Q2=2100⋅1⋅(0–0))=0Дж

И напоследок определим количество теплоты Q3, необходимое для плавления льда массой m2, по следующей известной формуле:

Q3=λm2

Удельная теплота плавления льда λ равна 330 кДж/кг.

Q3=330000⋅3=990000Дж=990кДж

Q1>Q3 значит лед растает и температура после таяния будет:

T=(m1c1T1+m2c2T2)/(m1c1+m2c2)=(5*4200*283,15+3*2100*273,15)/(5*4200+3*2100)=(5946150+1720845)/(21000+6300)=7666995/27300=280,8К=7,69°С