m=0.05 кг 3) Больше льда растает под стальной гирей,т.к теплоёмкостьвыше у стали. Теплоёмкость стали - 0,46 кДж / (кг · К) свинца - 0,13 кДж / (кг · К)
Следовательно, в стальной гире будет накоплено в 3,5 раза больше энергии (тепла), чем в свинцовой. Переход воды из кристаллического состояния (лёд) в жидкое (вода) требует энергии, так как жидкость более энергонасыщенное состояние вещества, чем кристаллическое. В Стальной гире накоплено больше энергии - следовательно под ней растает больше льда.
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
Q=250Дж
T=40-20=20C
c=250Дж/(кг*С)
m=0.05 кг
3) Больше льда растает под стальной гирей,т.к теплоёмкостьвыше у стали.
Теплоёмкость
стали - 0,46 кДж / (кг · К)
свинца - 0,13 кДж / (кг · К)
Следовательно, в стальной гире будет накоплено в 3,5 раза больше энергии (тепла), чем в свинцовой. Переход воды из кристаллического состояния (лёд) в жидкое (вода) требует энергии, так как жидкость более энергонасыщенное состояние вещества, чем кристаллическое. В Стальной гире накоплено больше энергии - следовательно под ней растает больше льда.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
(2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
(4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
(5)
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
кг
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.