В 480 г воды при температуре 22 °С бросили кубик льда при температуре -8 °С. Найти массу кубика льда, если температура воды установилась 12 °С. Удельная теплоёмкость воды 4 200 Дж/(кг
К), льда – 2 100 Дж/(кг
К), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Ответ выразить в граммах и округлить до целого числа.
На нагревание кубика льда от температуры -8 °С до температуры плавления, затем на плавление льда и нагревание образовавшейся воды до 12 °С тратится энергия. При охлаждении воды теплота, наоборот, выделяется. Считая, что вся система теплоизолирована, количество теплоты, которое выделяется, равно поглощаемому количеству теплоты. Составим уравнение теплового баланса:
.В правой части стоит выделяемое количество теплоты, в левой – поглощаемое льдом. В последнем слагаемом правой части стоит удельная теплоёмкость воды, а масса льда – так и должно быть. Лёд целиком превратился в воду, масса при этом осталась неизменной.
Выразим массу льда
:
.Подставим числовые значения:
.Ответ: 51 г.
