Вопрос задан 28.01.2026 в 08:57. Предмет Физика. Спрашивает Дьоміна Даша.

В бочку с водой опустили лёд массой 2 кг при температуре 0 °С. Сколько воды было в бочке, если после таяния льда температура воды уменьшилась от 20 °С до 18 °С?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Парфенова Николь.

Решаем по закону сохранения энергии (тепловому балансу): сколько тепла потеряла тёплая вода в бочке, столько же тепла получил лёд (на плавление и последующий нагрев растаявшей воды до конечной температуры).

Дано:

  • Масса льда: mл=2 кгm_\text{л} = 2\,\text{кг}

  • Температура льда: 0∘C0^\circ\text{C}

  • Вода в бочке: охлаждается с 20∘C20^\circ\text{C} до 18∘C18^\circ\text{C}

  • Конечная температура после таяния: 18∘C18^\circ\text{C}

  • Удельная теплоёмкость воды: c=4200 Дж/(кг\cdotp∘C)c = 4200\,\text{Дж/(кг·}^\circ\text{C)}

  • Удельная теплота плавления льда: λ=3,34⋅105 Дж/кг\lambda = 3{,}34\cdot 10^5\,\text{Дж/кг}

Пусть масса воды в бочке равна mm (в кг).


1) Тепло, которое отдала вода в бочке при охлаждении на 2∘C2^\circ\text{C}

Qотд=m⋅c⋅(20−18)=m⋅4200⋅2=8400mQ_\text{отд} = m\cdot c \cdot (20-18)= m\cdot 4200 \cdot 2 = 8400m

2) Тепло, которое получил лёд

Лёд при 0∘C0^\circ\text{C} сначала плавится, затем получившаяся вода нагревается с 0∘C0^\circ\text{C} до 18∘C18^\circ\text{C}.

а) На плавление льда:

Q1=mлλ=2⋅3,34⋅105=6,68⋅105=668000 ДжQ_1 = m_\text{л}\lambda = 2\cdot 3{,}34\cdot 10^5 = 6{,}68\cdot 10^5 = 668000\,\text{Дж}

б) На нагрев растаявшей воды от 0∘C0^\circ\text{C} до 18∘C18^\circ\text{C}:

Q2=mл⋅c⋅(18−0)=2⋅4200⋅18Q_2 = m_\text{л}\cdot c \cdot (18-0)=2\cdot 4200\cdot 18 2⋅4200=8400,8400⋅18=151200 Дж2\cdot 4200 = 8400,\quad 8400\cdot 18 = 151200\,\text{Дж}

Итого лёд получил:

Qпол=Q1+Q2=668000+151200=819200 ДжQ_\text{пол} = Q_1+Q_2 = 668000 + 151200 = 819200\,\text{Дж}

3) Составляем тепловой баланс

Qотд=QполQ_\text{отд} = Q_\text{пол} 8400m=8192008400m = 819200 m=8192008400≈97,52 кгm = \frac{819200}{8400}\approx 97{,}52\,\text{кг}

Ответ

Масса воды в бочке была примерно 97,5 кг97{,}5\,\text{кг}, то есть по объёму примерно 97,5 л97{,}5\,\text{л} (так как 1 кг≈1 л1\,\text{кг}\approx 1\,\text{л} для воды).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос