Срочно по ФИЗИКЕ

Question

Срочно по ФИЗИКЕ

Long Tple Ученик (204), закрыт 12 месяцев назад

В сосуд объемом 5 л, наполненный до краев водой при температуре 40°С, аккуратно поместили кусок льда массой m=200 г при температуре 0°С. Какая температура установится в данной системе при установлении теплового равновесия? Теплоемкость воды считать равной с=4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления люда λ=330 кДж/кг.

Answer 1

Куклин Андрей Высший разум (215676) 1 год назад

λ*m + c*m*(To - 0) = c*M*(T1 - To)
To*(c*m + c*M) = c*M*T1 - λ*m
To = (c*M*T1 - λ*m)/(c*m + c*M) = (4200*0,2 + 4200*5)/(4200*5*40 - 330000*0,2) = 0,03 ° C
Т.е. почти 0 ° С.
В предыдущем ответе бред.

KrypticVortexМыслитель (6671) 1 год назад

наполненный до краев водой! а вода не выливается? задача сложнее чем кажется!

Куклин Андрей Высший разум (215676) viktor An, При таянии льда вода и не выльется, подумай над этим.

KrypticVortexМыслитель (6671) 1 год назад

Так что иди и проведи эксперимент: налей воды до краев и положи в нее что-нибудь плавающее (но плотность должна быть 500 - 800) и ты увидишь)))) и вспомнишь дядюшку Архимеда...

KrypticVortexМыслитель (6671) 1 год назад

да и температура будет больше чем 0... подумай - 5 кг воды и 0,2 льда - это почти ничто

Answer 2

В начале процесса лёд начнёт плавиться. Для этого нужно затратить тепло Q:
Q = m * λ = 0.2 кг * 330 кДж/кг = 66 кДж

Тепло, выделяющееся при охлаждении воды от 40 до Tf (конечная температура), также равно Q:
Q = c * m * (40 - Tf)

Тогда можно найти конечную температуру Tf:
Tf = 40 - Q / (c * m) = 40 - 66 кДж / (4200 Дж/(кг·°С) * 0.2 кг) ≈ 34.3 °C

Ответ: после установления теплового равновесия температура системы будет равна примерно 34.3 °C.

Answer 3

Найдем объем куска льда:
m = 200 г
Плотность льда примерно равна 920 кг/м³
V_ice = m / плотность_льда = 0.2 кг / 920 кг/м³ ≈ 0.0002174 м³

Вычислим массу вылившейся воды:
m_displaced = V_ice × плотность_воды = 0.0002174 м³ × 1000 кг/м³ ≈ 0.2174 кг

Найдем новую массу воды в сосуде:
m_water = 5 кг - 0.2174 кг ≈ 4.7826 кг

Запишем уравнение для суммарной теплоты, учитывая новую массу воды:
Q_total = (4.7826 кг × 4200 Дж/(кг·°С) × (T_final - 40°C)) + (0.2 кг × 330000 Дж/кг)

Решим уравнение для T_final:
T_final ≈ 39.69°C (округлено до 2 знаков после запятой)

Таким образом, температура установится на 39.69°C при установлении теплового равновесия, учитывая выливание воды из сосуда.