Втеплоизолированный сосуд,содержащий 500 г воды при 10 градусах цельсия,поместили 100 г льда,охлажденного до -10 градусов цельсия.какая температура установится в сосуде?
Найдем количество теплоты, которое отдаст вода при остывании от 10 до 0 °С:
Q1 = c1m1DT1 = 4200 Дж/(кг • К) • 0,5 кг • 10 К = 21 кДж.
Количество теплоты, которое требуется, чтобы нагреть лед от –10 до 0 °С, равно:
Q2 = c2m2DT2 = 2100 Дж/(кг • К) • 0,2 кг • 10 К = 4,2 кДж.
Так как Q2 < Q1, то лед нагреется до 0 °С, а вода будет иметь температуру выше 0 °С. Поэтому лед начнет таять. Количество теплоты Q3, необходимое для того, чтобы весь лед растаял, равно:
Q3 = lm2 = 3,3 • 105 Дж/кг • 0,2 кг = 66 кДж.
Как видно, Q3 > Q1 – Q2, и растает не весь лед, а только его часть. Следовательно, в сосуде будет находиться смесь воды и льда при температуре q = 0 °С.
Найдем количество теплоты, которое отдаст вода при остывании от 10 до 0 °С:
Q1 = c1m1DT1 = 4200 Дж/(кг • К) • 0,5 кг • 10 К = 21 кДж.
Количество теплоты, которое требуется, чтобы нагреть лед от –10 до 0 °С, равно:
Q2 = c2m2DT2 = 2100 Дж/(кг • К) • 0,2 кг • 10 К = 4,2 кДж.
Так как Q2 < Q1, то лед нагреется до 0 °С, а вода будет иметь температуру выше 0 °С. Поэтому лед начнет таять. Количество теплоты Q3, необходимое для того, чтобы весь лед растаял, равно:
Q3 = lm2 = 3,3 • 105 Дж/кг • 0,2 кг = 66 кДж.
Как видно, Q3 > Q1 – Q2, и растает не весь лед, а только его часть. Следовательно, в сосуде будет находиться смесь воды и льда при температуре q = 0 °С.