У воду за температури 10°C поклали лід за температури -10°C. Після встановлення теплової рівноваги половина льоду розтанула. Знайдіть відношення початкових мас води і льоду.

Дано:

$t_1=10°C$

$t_2=-10°C$

$m_3=0,5m_2$

Знайти:  $\frac{m_1}{m_2}$

Інформація про те, що після встановлення теплової рівноваги розтанула тільки половина льоду, дає нам підстави зробити висновок, що кінцева температура стоновить  0°C.

$t_3=0°C$

Складемо рівняння теплового балансу.

$C_1m_1(t_1-t_3)=C_2m_2(t_3-t_2)+m_3L$       (1)

де $C_1,\;m_1,\;t_1,\;t_3,\;C_2,\;m_2,\;t_2,\;m_3,\;L$ - відповідно питома теплоємність води, маса води, початкова температура води, кінцева температура води, питома теплоємність льоду, маса льоду, початкова температура льоду, маса розплавленого льоду, питома теплота плавлення льоду.

Згідно з умовою задачі   $m_3=0,5m_2$

$C_1m_1(t_1-t_3)=C_2m_2(t_3-t_2)+0,5m_2L$       (2)

$C_1m_1(t_1-t_3)=m_2((C_2(t_3-t_2)+0,5L)$         (3)

$\frac{m_1}{m_2}=\frac{C_2(t_3-t_2)+0,5L}{C_1(t_1-t_3)}$

$\frac{m_1}{m_2}=\frac{2100*(0-(-10))+0,5*333500}{4200*(10-0)}\approx 4,47$

Відповідь: початкова маса води у 4,47 раза більша за початкову масу льоду. 

Ваш відгук, коментар або лайк дуже важливий для підтримки сайту. Не пошкодуйте 10 секунд свого часу. Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно