Температура плавления воска равна +40∘C+40∘C. В большом чане находится расплавленный воск при температуре плавления. В чан бросили один кубический дециметр льда при температуре 0∘C0∘C. Когда температура выровнялась, оказалось, что часть воска в чане затвердела. Из чана извлекли весь затвердевший воск. Какую массу воска извлекли из чана? Считайте, что: Удельная теплота плавления льда λльда=330 кДж/кгλльда=330 кДж/кг Теплоемкость воды cводы=4,2 кДж/(кг⋅∘C)cводы=4,2 кДж/(кг⋅∘C) Удельная теплота плавления воска λвоска=165 кДж/кгλвоска=165 кДж/кг Плотность льда ρльда=920 кг/м3 Ответ: примерно 920г,1850г,2780г,3700г
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.
Пусть извлеченная масса воска равна m кг.
При выравнивании температур между воском и льдом, количество теплоты, выделившееся от воска, равно количеству теплоты, поглоченному льдом:
m λвоска = V ρльда cводы (0 - (+40)) + V ρльда λльда + m cводы (+40 - 0),
где V - объем льда, который растворился в воде, а затем затвердел и был извлечен из чана.
Из этого уравнения мы можем выразить m:
m = (V ρльда cводы (+40) + V ρльда * λльда) / λвоска.
Так как V = 1 дм^3 = 0.001 м^3, подставляем все известные значения:
m = (0.001 920 4.2 (+40) + 0.001 920 * 330) / 165.
m = (0.037 920 4.2 + 0.037 920 330) / 165 = 920 г.
Итак, из чана извлекли примерно 920 г воска.