Do naczynia zawierającego mieszaninę 100 g lodu...- Zadanie 7: Fizyka 2. Zakres rozszerzony. Wydanie 2023

Rozwiązanie

Dane:

$m_{1} = 100 g = 0, 1 g$

$m_{2} = 400 g = 0, 4 kg$

$t_{1} = 2 3^{\circ} C, czyli T_{1} = 296 K$

$t_{2} = 1 0^{\circ} C, czyli T_{2} = 283 K$

Rozwiązując to zadanie skorzystamy również z:

▶ temperatura topnienia lodu: $T_{0} = 273 K$ ,

▶ ciepło topnienia lodu: $c_{t} = 3, 34 \cdot 10^{5} \frac{J}{kg}$ ,

▶ ciepło właściwe wody: $c_{w} = 4, 19 \cdot 10^{3} \frac{J}{kg \cdot K}$ .

Szukane:

$m_{3} = ?$

Rozwiązanie:

Początkowo mieszanina wody i lodu znajdowała się w stanie równowagi, czyli nie następował przepływ ciepła. Oznacza to, że mieszanina musiała mieć temperaturę zera stopni Celsjusza. Po dolaniu wody o wyższej temperaturze oddała ona ciepło do zimniejszej wody powodując jej ogrzanie oraz do lodu powodując zmianę jego stanu skupienia ze stałego w ciekły, a następnie ogrzanie powstałej wody. Zgodnie z bilansem cieplnym możemy zapisać: