Какая установится окончательная температура, если 500г льда при температуре 0 погрузить в 4л воды пр

[Философ]

Как справиться с заданием 11 класса: - какая установится окончательная температура, если 500г льда при температуре 0 погрузить в 4л воды при температуре 30 ?

 

[Философ]

mл = 500 г = 0,5 кг.
tл = 0 °C.
k = 3,4 * 10^5 Дж / кг.
V = 4 л = 0,004 м^3.
tв = 30 °C.
C = 4200 Дж / кг * °C.
ρ = 1000 кг / м^3.
t - ?
Запишем уравнение теплового баланса: k * mл + C * mл * (t - tл) = C * mв * (tв - t).
k * mл + C * mл * t - C * mл * tл = C * mв * tв - C * mв * t.
C * mл * t + C * mв * t = C * mв * tв - k * mл + C * mл * tл.
(mл + mв) * t * C = C * mв * tв - k * mл + C * mл * tл.
t = (C * mв * tв - k * mл + C * mл * tл) / (mл + mв) * C.
mв = ρ * Vв.
mв = 1000 кг / м^3 * 0,004 м^3 = 4 кг.
t = (4200 Дж / кг * °C * 4 кг * 30 °C - 3,4 * 10^5 Дж / кг * 0,5 кг + 4200 Дж / кг * °C * 0,5 кг * 0 °C) / (0,5 кг + 4 кг) * 4200 Дж / кг * °C = 17,7 °C.
Ответ: после смешивания установится температура t = 17,7 °C.