Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  1 0

  antekL1 9.3.2012 (15:31)

  Pozwolę sobie nie pisać "dane / szukane", ale kilka oznaczeń się przyda.
  tl = minus 20 C - temperatura początkowa lodu, "l" od "lód
  t0 = 0 C - temperatura topnienia lodu
  tc = 27 C - temperatura ciepłej wody, "c" od "ciepły"
  ml = 10 kg - masa lodu
  mw = 20 kg - masa wody
  Reszta oznaczeń jak w zadaniu.
  
  Lód będzie się ogrzewał do temperatury topnienia, topniał i być może powstała z niego woda jeszcze się ogrzeje. Ale to "być może" rozstrzygną obliczenia.
  Ciepła woda będzie się ochładzać - czy do zera stopni - także rozstrzygną obliczenia.
  
  Na ogrzanie masy ml lodu o cieple właściwym cl od tl do t0 potrzebne jest ciepło Q1:
  W obliczeniach zamieniam kJ na dżule.
  
  Q1 = ml * cl * (t0 - tl = 10 * 2064 * (0 - (-20)) = 412800 J
  
  Na stopienie się masy ml lodu o cieple topnienia qt potrzeba ciepła Q2
  
  Q2 = ml * qt = 10 * 333500 = 3335000 J
  
  Ciepła woda, ochładzając się od tc do t0 odda ciepło Q3
  
  Q3 = mw * cw * (t3 - t0) = 20 * 4190 * (27 - 0) = 1131300 J
  
  Teraz porównuję ciepła Q1,2,3.
  Q3 > Q1, ciepłej wody wystarczy do ogrzania lodu do zera stopni, ale
  Q3 < Q1 + Q2, nie wystarczy jej do stopienia całego lodu.
  
  Wobec tego stopi się jedynie masa m lodu, pobierając ciepło Q = Q3 - Q1.
  Obliczam tę masę:
  
  Q = m * qt ; więc m = Q / qt = (Q3 - Q1) / qt
  
  m = (1131300 - 412800) / 333500 = około 2,39 kg.
  
  Końcowa temperatura mieszaniny to 0 stopni
  Skład:
  7,61 kg niestopionego lodu
  22,39 kg wody, w tym 20 kg z ciepłej wody + 2,39 kg z lodu.

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie