Склянка об’ємом 250 мл, заповнена водою за температури 0°С. Її продовжують охолоджувати і вода

перетворюється у лід. До якої температури можна було би

нагріти воду в склянці за рахунок кількості теплоти, яка

виділиться при перетворенні всієї води в лід? Питома

теплота плавлення льоду 332 кДж/кг питома теплоємність

води 4200 Дж/кг С.

Показать ответ

Ответ:

missrayn1324

23.07.2020 05:58

Есть формула средней кинетической энергии
$E= \frac{3}{2}kT$
формула давления идеального газа
p=nkT

так если температура идеального газа уменьшится в 3 раза ,то и давление газа на стенки сосуда тоже уменьшится.
Если будет антологичная задача ,только со значениями ,можно проверить подставив их в 1 формулу
можно конечно по этой формуле ,выражать от сюда "p" и так делее
p=1/3nmv^2 ,но это немного проблемно ,лучше воспользоваться другой формулой ,но если нужно ты выражай из самой первой формулы .
Воспользуемся формулой идеального газа
PV=nRT
n-число молей газа
P- давление газа
V-объём газа
T-температура газа
R-постоянная (≈0,082 л*атм/мол*К)
так как сосуд закрытый ,а газ занимает весь предоставленный ему объём ,то
n=C
R=C
V=C
C-const (постоянная)
преобразуем и получаем
p1/T1=p2/T2
T2=T1/3
Теперь просто ищем p2
но нужно учитывать,что p/T=C
$\frac{ \frac{p}{3} }{ \frac{T}{3} } = \frac{p}{T}$
и ответ будет уменьшилось в 3 раза

0,0(0 оценок)

Ответ:

vovkatop228

18.06.2021 12:10

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:
Q_1=c_1*m_1*(T_0-T_1)

(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 :
$Q_2=m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_3*\lambda$ (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:
m_2=m_3+0,1

кг (3)

Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda$ (4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda \\ 
m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_2*\lambda=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda \\ \\ 
m_2(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda$

$m_2=(c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda)/(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)$ (5)

Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
$m_2=(4200*1*10+0,1*334000)/(2060*20+334000)\approx 0,201$ кг

ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика