Global EE

Тепловые Явления — Задание 23 ЕГЭ по физике №00007861

Задание №23. Рассчетная Задача. Термодинамика и Электродинамика

Тепловые Явления

№2. Задание 23

ID: 00007861

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна 0 °С, начальная температура воды равна 15 °С. Исходная масса воды 1100 г. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. При достижении теплового равновесия в воде остаётся плавать кусочек льда. Какая масса льда растаяла в процессе перехода к тепловому равновесию? Ответ дайте в граммах.

Источник: ФИПИ

Решение

Так как после установления равновесия в воде по-прежнему плавает лёд, конечная температура смеси равна $t_х=0\,°\text{C}$.

Потерь энергии нет, поэтому вся теплота, отданная водой при охлаждении от $t_г=15\,°\text{C}$ до $0\,°\text{C}$, идёт на плавление части льда. Уравнение теплового баланса:

$$c\,m_в(t_г-t_х)=\lambda\,m_л,$$

где $c=4200$ Дж/(кг$\cdot$°C) и $m_в=1{,}1$ кг — удельная теплоёмкость и масса воды, $\lambda=3{,}3\cdot10^5$ Дж/кг — удельная теплота плавления льда, $m_л$ — масса растаявшего льда. Отсюда

$$m_л=\frac{c\,m_в(t_г-t_х)}{\lambda}=\frac{4200\cdot1{,}1\cdot15}{3{,}3\cdot10^5}=0{,}21\ \text{кг}=210\ \text{г}.$$

Ответ

210 г

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)