Вопрос задан 18.03.2025 в 06:11. Предмет Физика. Спрашивает Аблизова Карина.

Для определения удельной теплоты плавления льда в сосуд с водой бросают кусочки тающего льда при непрерывном помешивании.Первоначально в сосуде находилось 300 г воды при температуре 20 градусов К моменту времени когда лед перестал таять масса воды увеличилась на 84 г .Определить удельную теплоту плавленияльда.Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*C)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кузьменко Константин.

Для решения задачи по определению удельной теплоты плавления льда необходимо учесть закон сохранения энергии: тепло, которое теряет вода при охлаждении, равно теплу, которое идет на плавление льда.


Дано:

  • Масса воды mвода=300 г=0,3 кгm_{\text{вода}} = 300 \, \text{г} = 0,3 \, \text{кг},
  • Начальная температура воды t_{\text{вода}} = 20 \, ^\circ\text{C},
  • Масса добавленного льда mлед=84 г=0,084 кгm_{\text{лед}} = 84 \, \text{г} = 0,084 \, \text{кг},
  • Удельная теплоемкость воды cвода=4200 Дж/(кг⋅∘C)c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж}/(\text{кг} \cdot ^\circ\text{C}).

Неизвестное:

Удельная теплота плавления льда λ\lambda.


Рассуждения:

  1. При плавлении льда, весь лед превращается в воду при температуре 0 \, ^\circ\text{C}. Это процесс поглощения тепла с затратой энергии Qплавление=mлед⋅λQ_{\text{плавление}} = m_{\text{лед}} \cdot \lambda.

  2. После плавления полученная вода не нагревается, так как задача предполагает, что лед тает полностью и система приходит в термодинамическое равновесие.

  3. Вода в сосуде отдает тепло, охлаждаясь от 20 \, ^\circ\text{C} до 0 \, ^\circ\text{C}. Количество выделяемого тепла водой:

Qвода=mвода⋅cвода⋅(tвода−tконечная)Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{вода}} - t_{\text{конечная}})
  1. Согласно закону сохранения энергии:
Qвода=QплавлениеQ_{\text{вода}} = Q_{\text{плавление}}

Формулы:

Подставляем:

mвода⋅cвода⋅(tвода−0)=mлед⋅λm_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{вода}} - 0) = m_{\text{лед}} \cdot \lambda

И решаем относительно λ\lambda:

λ=mвода⋅cвода⋅tводаmлед\lambda = \frac{m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot t_{\text{вода}}}{m_{\text{лед}}}

Подстановка чисел:

λ=0,3⋅4200⋅200,084\lambda = \frac{0,3 \cdot 4200 \cdot 20}{0,084}
  1. Считаем числитель:
0,3⋅4200⋅20=25200 Дж.0,3 \cdot 4200 \cdot 20 = 25200 \, \text{Дж}.
  1. Делим на массу льда:
λ=252000,084=300000 Дж/кг.\lambda = \frac{25200}{0,084} = 300000 \, \text{Дж/кг}.

Ответ:

Удельная теплота плавления льда λ=300 кДж/кг\lambda = 300 \, \text{кДж/кг}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос