Лед массой 20 кг, имеющий температуру -20 С, опустили в воду температурой 70 С, объемом...

Question

Лед массой 20 кг, имеющий температуру -20 С, опустили в воду температурой 70 С, объемом 40 л. Определить температуру смеси, когда лед полностью растает (сл=2100 Дж/кг*0С; λ=3,4*105 Дж/кг)

Answer 1

M= 20 кг     m=40  кг  C=2100 Дж/кг*0С   c=4200Дж/кг*0С    Тл=293 К    Т1=343 К     L=335 000 Дж/кг

Четыре процесса:

1) Охлаждение воды до температуры Т2

2) Нагрев льда до 0 градусов

3) Таяние льда

4) Нагрев воды образовавшейся из льда с нуля градусов до температуры Т2

Из них 1 отдает тепло, а 2, 3, 4 поглощают. Т.е. можно записать равенство:

Q2+Q3+Q4-Q1=0

 подставляем формулы для нагрева, охлаждения и плавления mc(T2-343)=MC*20К+ML+Mc(273-Т2) подставляем цифры, решаем, упрощаем:   252000*Т2=73016000 Т2=289 К     Ответ : 16 градусов( плюс минус один, поскольку округляла при подщете)  

Answer 2

Q1+Q2+Q3+Q4 =0

cm(t1-t)+λm+c1m(t2-t1)+c1m1(t2-t3)=0

2100х20(0-(-20))+3.4х10^5х20+4200х20х(t2-0)+4200х50(t2-700)=0

2100х20(0-(-20))+3.4х10^5х20+4200х20хt2+4200х50хt2-4200х20х700=0

4200х20хt2+4200х50хt2 = (4200х20х700 -2100х20(0-(-20))-3.4х10^5х20)

20хt2+50хt2 = (4200х20х700 -2100х20(0-(-20))-3.4х10^5х20) /4200

70хt2 =  (4200х20х700 -2100х20(0-(-20))-3.4х10^5х20) /(4200)

t2 =  (4200х20х700 -2100х20(0-(-20))-3.4х10^5х20) /(4200х70)=174.014=174 C