Задание EF22685

ЕГЭ▿высокий уровень сложности▿ФИПИ(22685)

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t1 = 0 °C. Если сообщить ему количество теплоты Q = 50 кДж, то 3/4 льда растает. Какое количество теплоты q надо после этого сообщить содержимому сосуда дополнительно, чтобы весь лёд растаял и образовавшаяся вода нагрелась до температуры t2 = 20 °C? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.


📜Теория для решения: Фазовые переходы и уравнение теплового баланса

Решение

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения в СИ.
2.Записать уравнение теплового баланса.
3.Выполнить решение в общем виде.
4.Определить и вычислить искомую величину.

Решение

Запишем исходные данные:

 Начальная температура льда: t1 = 0 oC.
 Конечная температура воды: t2 = 20 oC.
 Количество теплоты, переданное льду изначально: Q = 50 кДж.
 Удельная теплоемкость воды: c = 4200 Дж/(кг∙К).
 Удельная теплота плавления льда: λ = 333,5 кДж/(кг∙К).

50 кДж = 50000 Дж

333,5 кДж = 333500 Дж

Составим уравнение теплового баланса:

Qобщ=Q+q

где q — количество теплоты, необходимое для того, чтобы окончательно растопить лед и нагреть воду:

q=Q2+Q3

Мы знаем, что изначально было растоплено 3/4 льда. Поэтому:

Q=3λm4..

Отсюда масса льда равна:

m=4Q3λ..

На растопку оставшегося льда уйдет следующее количество теплоты:

Q2=λm4..

На нагревание воды уйдет следующее количество теплоты:

Q3=cmt2

Внимание! Вместо разности температур используется значение только конечной температуры, так как начальная температура равна 0.

Отсюда:


Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF | Просмотров: 27 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *