Дано:
m = 4,5 кг
t2 = 30°C
t1 = 10°C
t0 = 0°C
Найти:
масса льда
Решение:
Сначала определим количество теплоты, которое необходимо извлечь из воды:
Q = mcΔt,
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры.
Δt = t2 - t1 = 30°C - 10°C = 20°C
Q = 4,5 кг * 4200 Дж/кг*°C * 20°C = 378000 Дж
Теплота, выделившаяся при плавлении льда и охлаждении его до 0°C, равна по модулю теплоте, поглощенной водой:
Q = mL + m*333,5 + mL,
где L - удельная теплота плавления льда (333,5 кДж/кг).
Так как масса льда до и после плавления не изменяется, обозначим её как m.
378000 = m * 333,5 + m * 4200
378000 = m(333,5 + 4200)
378000 = m * 4533,5
m = 378000 / 4533,5 ≈ 83,42 кг
Ответ: масса льда, необходимая для охлаждения воды, составляет около 83,42 кг.