Дано:
Объем горячей воды (V_горячей воды) = 100 см³ = 0.1 л = 0.1 кг
Температура горячей воды (T_горячей воды) = 90 °C = 363 K
Общий объем воды после таяния снега (V_общий) = 150 см³ = 0.15 л = 0.15 кг
Температура смеси после таяния снега (T_конечная) = 80 °C = 353 K
Найти:
Массу снега и процентное содержание воды в мокром снеге
Решение:
1. Для определения массы снега используем закон сохранения энергии:
m_горячей воды * c_воды * (T_горячей воды - T_конечная) = m_снега * L
Где c_воды - удельная теплоемкость воды, L - удельная теплота плавления снега.
Известно, что c_воды ≈ 4200 Дж/(кг·°C), а L ≈ 334,000 Дж/кг.
2. Для определения процентного содержания воды в мокром снеге:
Процентное содержание воды = (масса воды / масса мокрого снега) * 100%
Решим систему уравнений для нахождения массы снега и процентного содержания воды:
0.1 * 4200 * (363 - 353) = m_снега * 334000
m_снега = 0.1 * 4200 * 10 / 334000
m_снега ≈ 0.003 кг
Процентное содержание воды = (0.1 / (0.003 + 0.1)) * 100%
Процентное содержание воды ≈ 97.01%
Ответ:
Масса снега составляет примерно 0.003 кг, а процентное содержание воды в мокром снеге около 97.01%.