При охлаждении 2 кг воды она отдала количество теплоты, равное 750 кДж. При этом половина массы воды замёрзла. Какова была начальная температура воды?
от

1 Ответ

дано:  
- масса воды m = 2 кг  
- количество теплоты, отданное водой Q = 750 кДж = 750000 Дж  
- половина массы замёрзла, значит масса льда m_ice = m / 2 = 1 кг  
- теплота плавления льда L_f = 334000 J/kg.  

найти:  
начальная температура воды T_initial.

решение:  
1. Определим количество теплоты, отданное водой при замерзании:  
Q_freezing = m_ice * L_f = 1 кг * 334000 J/kg = 334000 Дж.

2. Найдем количество теплоты, отданное водой при охлаждении до 0 °C:  
Q_cooling = Q - Q_freezing = 750000 Дж - 334000 Дж = 416000 Дж.

3. Это количество теплоты было отдано водой при охлаждении. Используем формулу для количества теплоты при охлаждении:  
Q_cooling = m * c_w * (T_initial - T_final),  
где T_final = 0 °C.

4. Подставляем известные значения:  
416000 Дж = 2 кг * 4200 J/(kg·K) * (T_initial - 0 °C).

5. Решим это уравнение относительно T_initial:  
416000 Дж = 8400 J/K * T_initial  
T_initial = 416000 Дж / 8400 J/K  
          ≈ 49.52 °C.

ответ:  
Начальная температура воды была примерно 49.52 °C.
от