Нужно решение. Задача. 80 б. В сосуд, содержащий 10 кг льда при температуре 0 0С , вливают 3 кг воды при температуре 90 0С. Какая температура установится? Какая часть льда в % останется?

Ответ:

Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Общая энергия системы (льда и воды) должна сохраняться.

Пусть температура равновесия системы составляет T градусов Цельсия. Тогда тепловая энергия, выделяемая из воды, будет равна тепловой энергии, необходимой для плавления льда и нагревания его до температуры T. Можно записать уравнение:

масса воды × удельная теплоемкость воды × (T - 90) = масса льда × удельная теплота плавления льда + масса льда × удельная теплоемкость льда × (T - 0)

Решая это уравнение относительно T, мы найдем температуру равновесия системы:

T = (90 × м_в + 333.5 × м_л) / (333.5 × м_л + м_в)

где м_в и м_л - массы воды и льда соответственно.

Подставляя значения, получаем:

T = (90 × 3 + 333.5 × 10) / (333.5 × 10 + 3) ≈ 2.26 градусов Цельсия

Теперь мы можем найти, какая часть льда останется. Для этого найдем массу льда, которая останется в сосуде после достижения равновесия.

Масса плавившегося льда равна массе воды, которую мы влили в сосуд. Таким образом, масса оставшегося льда равна разнице между массой льда в начале и массой плавившегося льда:

масса оставшегося льда = 10 кг - 3 кг = 7 кг

Доля оставшегося льда в процентах равна:

доля льда = (масса оставшегося льда / масса льда в начале) × 100% = (7 / 10) × 100% = 70%

Таким образом, при равновесии системы температура составит около 2.26 градусов Цельсия, а 70% льда останется в сосуде