Кусок льда, находившийся при температуре −90 °C, начали нагревать, подводя к нему постоянную тепловую мощность. Через 63 секунды после начала нагревания лёд достиг температуры плавления. Через сколько секунд после этого момента кусок льда расплавится? Потери теплоты отсутствуют. (Удельная теплоёмкость льда — 2100 Дж/(кг • °С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.) Ответ дайте в секундах.
от

1 Ответ

Дано:
Температура льда: -90 °C
Удельная теплоёмкость льда: 2100 Дж/(кг • °С)
Удельная теплота плавления льда: 330 кДж/кг

Найти:
Время, через которое кусок льда расплавится после достижения температуры плавления.

Решение:
1. Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления:
Q = m * c * ΔT,
где m - масса льда, c - удельная теплоёмкость льда, ΔT - изменение температуры.
ΔT = 0 °C - (-90 °C) = 90 °C

2. Подводимая тепловая мощность равна:
P = Q / t,
где P - мощность нагревателя, t - время.

3. Чтобы расплавить лёд, необходимо добавить теплоту плавления:
Qм = m * L,
где L - удельная теплота плавления льда.

4. Время, через которое кусок льда расплавится:
t' = Qм / P.

Подставляем значения:
Q = m * 2100 * 90
Qм = m * 330

Тогда:
P = Q / 63
t' = Qм / P = (m * 330) / (m * 2100 * 90) * 63 = 110

Ответ: Кусок льда расплавится через 110 секунд после достижения температуры плавления.
от