Вопрос школьника
В термос с большим количеством льда при температуре t1 = 0 0C заливают m = 0,5 кг воды с температурой t2 = 66 0C. Какое количество льда расплавится при установлении теплового равновесия
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. При установлении теплового равновесия количество теплоты, отданное воде, должно быть равно количеству теплоты, поглощенному льдом.
Количество теплоты, отданное воде, можно вычислить по формуле:
Q1 = m * c * (t2 — t1),
где m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, t2 — начальная температура воды, t1 — температура окружающей среды (в данном случае — температура льда).
Количество теплоты, поглощенное льдом, можно вычислить по формуле:
Q2 = m2 * L,
где m2 — масса распавшегося льда, L — удельная теплота плавления льда.
Таким образом, при установлении теплового равновесия должно выполняться условие:
Q1 = Q2.
Подставляя значения и решая уравнение, получаем:
m2 = Q1 / L = m * c * (t2 — t1) / L = 0,5 * 4,18 * (66 — 0) / 334 = 0,39 кг.
Таким образом, при установлении теплового равновесия расплавится 0,39 кг льда.
