Сосуд с водой имеет начальную температуру tв = 22 °С. Его общая теплоемкость равна C = 1670 Дж/К. В сосуд поместили mл = 100 г льда при температуре tл = —8 °С. Какая температура установится в сосуде? Удельная теплота плавления льда λл = 3,3∙105 Дж/кг.
Решение
Шаг 1:
Пусть t — искомая температура. Количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до температуры t0 = 0 °С, равно:
Q1 = cлmл (t0 — tл),
где cл — удельная теплоемкость льда.Шаг 2:
Количество теплоты, необходимое для плавления льда, равно:
Q2 = λлmл,
где λл — удельная теплота плавления льда.Шаг 3:
Количество теплоты, необходимое для нагревания получившейся при таянии льда воды массой mл, равно:
Q3 = cвmл (t — t0).
Шаг 4:
Для количества теплоты Q4, отдаваемого теплой водой и сосудом при охлаждении от tв = 20 °С до искомой температуры, имеем:
