В стакан, содержащий лед при температуре −5 °С, налили воду, имеющую температуру 40 °С. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лед растаял и в стакане установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. (Удельная теплоёмкость воды — 4,2 кДж/(кг·°С), льда — 2,1 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.) Ответ дайте с точностью до сотых.

Вопрос школьника по предмету Физика

В стакан, содержащий лед при температуре −5 °С, налили воду, имеющую температуру 40 °С. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лед растаял и в стакане установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. (Удельная теплоёмкость воды — 4,2 кДж/(кг·°С), льда — 2,1 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.) Ответ дайте с точностью до сотых.

Ответ учителя по предмету Физика

Дано: t1=-5°C; t2=40°C; t смеси=0°С; с(воды)=4200 Дж/кг*°С; с(льда)=2100Дж/кг*°С; λ(льда)=330 000 Дж/кг; m2/m1 — ?

—————————————————————————————-

Тепло воды при остывании до нуля пошло на нагревание льда до нуля и на то, чтобы его расплавить.

Q(льда)=сл*m1(tc-t1) + λm1

Q(воды)=св*m2(t2-tc)

Q(льда)=Q(воды)

m1(2100*(0-(-5)+330 000)=m2(4200*(40-0))

m1*340500=m2*168 000

m2/m1=340 500/168 000

m2/m1=340,5/168=2,03  —  это ответ.

Воды по массе в 2 раза больше.