Для определения λ нужно знать первоначальную температуру льда t3<0. Тогда при остывании от 70 до 56 градусов вода отдаст энергию Q=4200*0,2*(70-56)=11760 Дж. Часть этой энергии Q1=2100*0,02141*(0-t3)=44,961*(0-t3) пойдёт на нагрев льда от температуры t3 до 0°С - температуры плавления льда. Другая часть энергии Q2=λ*0,02141 - на плавление льда. Но так как температура смеси не 0, а 56 градусов, то третья часть энергии Q3=4200*0,02141*56=5035,632Дж пойдёт на нагрев расплавленного льда от 0 до 56 градусов. Отсюда λ=(11760-44,961*(0-t3)-5035,632)/0,02141=(6724,368-44,961*(0-t3))/0,02141 Дж/(кг*К). Если t3=0, то λ=6724,368/0,02141=314 076 Дж/кг≈ 314 кДж/кг
1850 Дж / (кг*К)
Объяснение:
1)
Для гелия:
ν₁ = m₁ / M₁
Отсюда
m₁ = ν₁*M₁ = 2*4*10⁻³ = 8*10⁻³ кг
Для кислорода:
ν₂ = m₂ / M₂
Отсюда
m₂ = ν₂*M₂ = 3*16*10⁻³ = 48*10⁻³ кг
Суммарная масса смеси:
m = m₁ + m₂ = (8+48)*10⁻³ = 56*10⁻³ кг
2)
Находим массовые доли газов:
ω₁ = m₁ / m = 8*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,14
ω₂ = m₂ / m = 48*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,86
3)
Удельная теплоемкость гелия (число степеней свободы двухатомного газа i = 3)
cp₁ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 4*10⁻³ ≈ 5 200 Дж / (кг*К)
Для кислорода:
cp₂ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 16*10⁻³ ≈ 1 300 Дж / (кг*К)
4)
Для смеси:
cp = cp₁*ω₁ + cp₂*ω₂ = 5200*0,14 + 1300*0,86 ≈ 1 850 Дж/(кг*К)