Свинцовую дробь, нагретую до 100 °С, в количестве 100 г смешивают с 50 г льда при 0 °С. Какой будет температура смеси после установления теплового равновесия?
Ответы на вопрос
Ответ:
Дано:
m1 (масса дроби) = 100 г (в СИ m1 = 0,1 кг);
t1 (исходная температура дроби) = 100 ºС;
m2 (масса льда) = 50 г (в СИ m2 = 0,05 кг);
t2 (исходная температура льда, конечная температура дроби) = 0 ºС.
Cc (уд. теплоемкость свинца) = 140 Дж/(кг*К);
λ (уд. теплота плавления льда) = 3,4 * 105 Дж/кг.
Решение
1) Тепло, выделившееся за счет охлаждения дроби:
Q = Cc * m1 * (t1 - t2) = 140 * 0,1 * (100 - 0) = 1400 Дж.
2) Масса растаявшего льда:
m = Q / λ = 1400 / (3,4 * 105) = 0,00412 кг (4,12 г).
Ответ 4,12 г
Ответ:
Температура смеси станет равной 0°С
Объяснение:
m₁ = 100 г = 0,1 кг
t₁ = 100°C
c₁ = 140 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость свинца
m₂ = 50 г = 0,05 кг
t₂ = 0°C
λ₂ = 340 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда.
--------------------------
t₃ - ? - установившаяся температура смеси
-------------------------
При остывании дроби до температуры t₂ = 0°C выделится энергия
Q₁ = c₁ · m₁ · (t₁ - t₂) = 140 · 0.1 · (100 - 0) = 1400 (Дж)
Посмотрим, хватит ли этой энергии, чтобы растопить лёд
Энергия, необходимая для превращения всего льда в воду
Q₂ = λ₂ · m₂ = 340 000 · 0.05 = 17 000 (Дж)
Поскольку Q₂ > Q₁. то растопится только часть льда
Δm = Q₁ : λ₂ = 1400 : 340 000 ≈ 0.004 (кг) = 4 г - растопится
Остальная масса льда останется в твёрдом состоянии
Поэтому температура t₃ смеси будет равна 0°C