Дано: m1 = 200 г = 0,2 кг (алюминий); m2 =50 г = 0,05 кг (олово); t1 =32 градС; Определить Q - ?Решение. Находим в таблице удельную теплоемкость алюминия с1 = 880 Дж/кг* град; удельную теплоемкость олова с2 = 230 Дж/кг* град; температуру плавления олова t2 = 232 град, удельную теплоту плавления олова «лямда» = 59 кДж/кг =59*10(в 3 ст.) Дж/кг. 1) При нагревании температура будет подниматься до температуры плавления олова до тех пор, пока все олово не расплавится. Дальнейший процесс не рассматривается. На нагревание алюминия потребуется количество теплоты, равное Q1 =c1m1(t2 – t1) . На нагревание олова до температуры плавления Q2 =c2m2(t2 – t1); На плавление олова Q3 = «лямда»*m2; Все количество теплоты равно сумме указанных количеств: Q = Q1 + Q2 + Q3 ; Вычисления Q1 = (880 Дж/кг*град)* 0,2 кг *( 232 – 32) град = 35200 Дж;
Q2 = (230 Дж/кг*град) *0,05 кг*(232 – 32)град = 2300 Дж;
Q3 = 59*10(в 3 ст) Дж/кг* 0,05 кг = 2950 Дж;
Q = 35200 Дж + 2300 Дж + 2950 Дж = 40450 Дж = 40,45 кДж;
Запишем условие теплового равновесия:
Qв=Qл1 + Qл2 + Qл3 , где Qв - телота выделившаяся при охлождении воды, Qл1 - теплота, затраченная на нагрев льда до 0 С, Qл2 - теплота, затраченная на плавление льда, Qл3 - тело затраченное на нагрев воды, которая получилось после тачния льда.
1) Qв = Cв*Mв*(tв - tк) , где Св = 4200 дж/(кг*С), tв = +15C, tк - температура смеси
2) Qл1= Сл*Mл*(0C - tл), где Сл = 2100 дж/(кг*С), tл = -10С, 0С - это ноль градусов
3) Qл2 = Yл*Mл , где Yл = 340000 дж/кг
4) Qл3 = Св* Mл* (tк - 0С)
=> Cв*Mв*(tв - tк) = Сл*Mл*(0C - tл) + Yл*Mл + Св* Mл* (tк - 0С)
отсюда tк = (Св* Mв*tв + Сл*Mл*tл - Yл*Mл) / (Св* Mл + Cв*Mв)
т.к. Mв = M л = 0.5 кг, то
tк = (Св*tв + Сл*tл - Yл) / 2Св = -35 С.
Но т.к. такого быть не могло, то значит, что лед растаял не полностью и сследовательно вода и лед находятся при нуде градусов.
ответ: температура смеси = 0 С