Дано:
Температура медного шарика (T_ш) = 600 градусов = 600°C = 873 K
Масса медного шарика (m_ш) = 0.12 кг
Температура льда (T_ль) = -5 градусов = -5°C = 268 K
Установившаяся температура сосуда (T) = 21 градус = 21°C = 294 K
Найти:
Масса льда.
Решение:
Для расчета массы льда воспользуемся законом сохранения теплоты. По этому закону получим уравнение:
m_ш * c_м * (T - T_ш) + m_л * L = m_ш * c_м * (T - T_ль)
Где:
m_л - масса льда, которую нужно найти,
c_м - удельная теплоемкость меди,
L - удельная теплота плавления льда,
T - конечная температура системы.
Известно, что удельная теплота плавления льда L = 334 кДж/кг = 334000 Дж/кг, а удельная теплоемкость меди c_м = 385 Дж/(кг∙K).
Подставим известные значения и найдем массу льда:
0.12 * 385 * (294 - 873) + m_л * 334000 = 0.12 * 385 * (294 - 268)
-32220 + 334000 * m_л = 924
334000 * m_л = 331224
m_л = 0.993 кг
Ответ:
Масса льда равна примерно 0.993 кг.