Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049429

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049429

Что больше охладит воду: кусок льда или такая же масса воды при температуре $0\ {}^\circ\text{С}$? Ответ обоснуйте.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Оба куска одной массы. Температуру льда условие прямо не называет, поэтому сначала возьмём его тоже при $0\ {}^\circ\text{С}$. Кажется, что тогда они охладят одинаково. Разница появляется в том, сколько теплоты каждый заберёт у воды.

Холодная вода при $0\ {}^\circ\text{С}$ сразу начинает нагреваться. Вся теплота, которую она забирает, идёт только на это.

Лёд поступает иначе. Сначала он должен расплавиться, и на это забирает теплоту $Q=\lambda m$. При этом его температура не поднимается. Только потом талая вода нагревается так же, как холодная вода из первого случая.

Значит, лёд забирает всё то же самое, да ещё и теплоту плавления сверху. Больше охладит лёд.

Смотри, какая это прибавка для $1$ кг: при $\lambda=34\cdot 10^{4}\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$ это $340\,000$ Дж. Этой теплоты хватило бы нагреть $1$ кг воды на $\dfrac{340\,000}{4200\cdot 1}\approx 81$ градус. Разница огромная.

Если лёд взят ещё холоднее $0\ {}^\circ\text{С}$, он должен сначала нагреться и до нуля. Прибавка только вырастет, ответ не меняется.

Ответ

Лёд: он сначала плавится, забирая у воды теплоту плавления, и только потом вместе с остальной водой нагревается. Вода при 0 °С сразу начинает нагреваться, плавление ей не нужно.
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)