В стальном сосуде массой 300 г находится 1,5 л воды при температуре 17°С. В сосуд опустили комок мокрого снега массой 200 г. После того как снег растаял, температура воды в сосуде установилась на уровне 7°С. Сколько воды содержалось в снеге? Удельная теплоемкость стали составляет 460 Дж/кгК.
Физика 11 класс Теплообмен физика 11 класс теплообмен удельная теплоёмкость таяние снега расчет массы воды термодинамика задачи по физике
Для решения данной задачи нам нужно использовать принцип сохранения энергии: вся энергия, которую теряет горячая вода и сосуд, идет на нагрев воды, полученной из снега. Давайте разберем шаги решения.
Шаг 1: Определим массу воды в сосуде.Мы знаем, что в сосуде находится 1,5 литра воды. Поскольку плотность воды составляет примерно 1 кг/л, то масса воды будет:
Начальная температура воды в сосуде равна 17°С, а конечная температура после добавления снега - 7°С. Температура снега изначально равна 0°С (так как это мокрый снег).
Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты, отданное водой и сосудом.Количество теплоты, отданное водой и сосудом можно рассчитать по формуле:
где:
Для воды:
Тогда:
Для стального сосуда:
Тогда:
Теперь найдем общее количество теплоты:
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды из снега до 7°С:
где:
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды из снега:
Мы знаем, что Q_общ = Q_снег:
Теперь выразим массу воды из снега:
Таким образом, в комке мокрого снега содержалось примерно 2,61 кг воды.