Термодинамика

Задание №20. Расчётная задача

№2. Задание 20

ID: 00007628

В сосуд с водой положили кусок льда. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лёд растаял и в сосуде установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. Начальную температуру воды и льда определите из графика зависимости $$t$$ от времени $$т$$ для воды и льда в процессе теплообмена. Удельная теплота плавления льда 330 $$кДж/кг$$ . Ответ округлить до сотых.

Рисунок к заданию 20 ОГЭ по физике — Термодинамика

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

Вода с начальной температурой

t_1 = 33\,^\circ\text{C}

, лёд с начальной температурой

t_0 = 0\,^\circ\text{C}

, конечная температура

t_{\text{кон}} = 0\,^\circ\text{C}

c_{\text{в}} = 4200 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{К)}

\lambda = 3{,}3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг}

Найти:

\dfrac{m_{\text{в}}}{m_{\text{л}}}

— ? ⠀

Решение:

Раз весь лёд растаял и установилась

0\,^\circ\text{C}

, лёд получил теплоту на плавление, а вода её отдала, остыв с 33 °C до 0 °C. Уравнение теплового баланса:

c_{\text{в}} m_{\text{в}} \Delta T = \lambda m_{\text{л}}

где

\Delta T = 33\,\text{ К}

. Отсюда отношение масс:

\dfrac{m_{\text{в}}}{m_{\text{л}}} = \dfrac{\lambda}{c_{\text{в}} \Delta T}

Подставляем числа:

\dfrac{m_{\text{в}}}{m_{\text{л}}} = \dfrac{3{,}3 \cdot 10^5}{4200 \cdot 33} \approx 2{,}38

Ответ

2,38

Видеоразбор

Другие задания по теме «Термодинамика» (8)