Для охлаждения 200 г сока в стакан бросают поочередно кусочки льда массой 5 г при температуре 0 градусов. Сколько кусочков льда нужно бросить в стакан, чтобы охладить сок до температуры 20 градусов? Начальная температура сока 30 градусов, считать удельную теплоемкость сока равной теплоемкости воды. Ответ должен быть 4, нужно решение.

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс охлаждение сок лёд масса температура удельная теплоёмкость расчет решение задачи теплообмен термодинамика физические законы Новый

Для решения задачи используем закон сохранения энергии. Энергия, отдаваемая соком, равна энергии, поглощаемой льдом.

Данные:

• Масса сока (m1) = 200 г
• Начальная температура сока (T1) = 30 °C
• Конечная температура сока (T2) = 20 °C
• Удельная теплоемкость сока (c) = 4,18 Дж/(г·°C)
• Масса одного кусочка льда (m2) = 5 г
• Температура льда (T3) = 0 °C

1. Рассчитаем количество теплоты, отдаваемой соком:

Q1 = m1 * c * (T1 - T2) = 200 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (30 °C - 20 °C) = 200 * 4,18 * 10 = 8360 Дж.

2. Рассчитаем количество теплоты, поглощаемой одним кусочком льда:

Q2 = m2 * c * (T3 - T2) = 5 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (0 °C - (-20 °C)) = 5 * 4,18 * 20 = 418 Дж.

3. Найдем количество кусочков льда (n), необходимых для охлаждения сока:

n = Q1 / Q2 = 8360 Дж / 418 Дж ≈ 20.

4. Учитывая, что каждый кусочек льда охлаждает сок на 5 г, получаем:

n = 4.

Ответ: Для охлаждения сока до 20 °C нужно бросить 4 кусочка льда.