Как можно определить удельную теплоту плавления льда, если в сосуд с водой, в котором изначально находилось 300 г воды при температуре 20 градусов, добавляли кусочки тающего льда и в итоге масса воды увеличилась на 84 г, когда лед полностью растаял? Какой будет ответ в кДж/кг, если пренебречь теплоемкостью сосуда?

Физика 11 класс Удельная теплота плавления удельная теплота плавления льда физика 11 класс теплоемкость воды расчет тепла изменение температуры масса воды тающий лед термодинамика Новый

Для определения удельной теплоты плавления льда мы можем использовать закон сохранения энергии. В данном случае, энергия, которая теряется водой, идет на плавление льда. Давайте разберем шаги решения этой задачи:

1. Определим массу воды и температуру:
   • Исходная масса воды: 300 г
   • Температура воды: 20 градусов Цельсия
   • Масса добавленного льда: 84 г
2. Определим количество теплоты, которое теряет вода:
   • Для этого используем формулу: Q = m * c * ΔT, где:
   • m - масса воды (300 г = 0.3 кг),
   • c - удельная теплоемкость воды (c = 4.18 кДж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (от 20°C до 0°C, т.е. ΔT = 20°C).
   Подставим значения:

   Q = 0.3 кг * 4.18 кДж/(кг·°C) * 20°C = 25.08 кДж.

3. Определим количество теплоты, необходимое для плавления льда:
   • Обозначим удельную теплоту плавления льда как L.
   • Количество теплоты, необходимое для плавления льда, можно выразить как: Q_лед = m_лед * L, где:
   • m_лед - масса льда (84 г = 0.084 кг).
4. Составим уравнение:

   Энергия, потерянная водой, равна энергии, затраченной на плавление льда:

   25.08 кДж = 0.084 кг * L.

5. Решим уравнение для L:

   L = 25.08 кДж / 0.084 кг ≈ 298.57 кДж/кг.

6. Ответ:

   Удельная теплота плавления льда составляет примерно 298.57 кДж/кг.

Таким образом, мы определили удельную теплоту плавления льда, используя закон сохранения энергии и данные о массе и температуре воды.