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:
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.
Объяснение:
1. Дано:
V=10л=10×10`³м³
T=300К
ma=30г=0,03кг
Ma=40×10`³кг/моль
mг=200г=0,2кг
Mг=4×10`³кг/моль
R=8,31Дж/моль×К
Найти:
р=?
р=р1+p2
p1=(R×T×ma)/(V×Ma)
p2=(R×T×mг)/(V×Mг)
р=[(R×T)/V] ×[ma/Ma + mг/Mг]
р=[(8,31×300)/(10×10`³)] ×[0,03/(40×10`³) + 0,2/(4×10`³)]≈12651975Па≈12,7МПа
ответ: 12,7МПа
2. Дано:
t1=117⁰C; Т1=390К
t2=27⁰C; Т2=300К
t=1c
Q=60кДж=60×10³Дж
Найти:
кпд=?
Q=?
N=?
1) кпд=(Т1-Т2)/Т1 × 100%
кпд=(390-300)/390 × 100%= 0,23×100%=23%
2) кпд=(Q1-Q2)/Q1 => Q2=Q1(1-кпд)
Q2=60×10³×(1-0,23)=60×10³×0,77= 46200Дж≈46,2кДж
3) N=A/t = (Q1-Q2)/t
N=(60000-46200)/1 = 13800Вт≈13,8кВт
ответ: 23%; 46,2кДж; 13,8кВт.