Задача по МКТ, термодинамике №76

Просмотров 18 Комментарии 0

В калориметре находится 1 кг льда при температуре $− 5∘C.$ Какую массу воды, имеющей температуру $20∘C,$ нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась $− 2∘C?$ Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры t:

Q = c1m1(t− t1)

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды до температуры $∘ t0 = 0 C$ :

Q1 = c2m2(t2− t0)

Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании воды при $∘ t0 = 0 C$ :

Q2 =λm2

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении льда, полученного из воды, до температуры t:

Q3 =c1m2(t0− t)

Уравнение теплового баланса:

Q= Q1 + Q2+ Q3

Объединяя все формулы и выразив искомую массу, получаем:

c1m1(t− t1) 2100⋅1⋅3 m2 = λ+-c1(t0−-t)+-c2(t2−-t0)-= 330⋅103+2100⋅2-+4200⋅20-≈0,015 кг