Привет! Я решил самостоятельно проверить, как будет меняться температура в термосе, когда в него бросают кубики льда. Рассмотрим три случая⁚ когда в термос бросают два, четыре и восемь кубиков льда. Возьмем из морозильника два кубика льда по 25 г каждый. Удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг. Поскольку каждый кубик льда имеет массу 25 г или 0,025 кг, общая масса льда равна 0,025 кг * 2 0,05 кг. Таким образом, общее количество теплоты, которое должно поглотить лед, чтобы испытать фазовый переход в воду, составляет 0,05 кг * 330 кДж/кг 16,5 кДж. Предположим, что температура воды в термосе составляет 25°C. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С). Общая масса воды составляет 200 г или 0,2 кг. Следовательно, чтобы нагреть воду до равновесной температуры после того, как лед плавится, мы должны добавить 0,2 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (T ー 25), где T ⎯ равновесная температура. Общая теплоемкость воды и льда равна сумме теплоемкостей соответствующих масс⁚ 0,2 кг * 4200 Дж/(кг·°С) 0,05 кг * 2100 Дж/(кг·°С) 840 Дж/(°С) 105 Дж/(°С) 945 Дж/(°С). Теперь, когда мы учли все необходимые данные, можем приступить к решению.
1. Когда в термос бросают два кубика льда⁚
Общая теплоемкость равна 945 Дж/(°С), общее количество теплоты равно 16,5 кДж.Используя формулу теплоты Q m * c * ΔT, где Q ー количество теплоты, m ⎯ масса вещества, c ⎯ удельная теплоемкость, ΔT ー изменение температуры, найдем ΔT для воды⁚
16,5 кДж 0,2 кг * 945 Дж/(°С) * (T ー 25)
16٫5 кДж / (0٫2 кг * 945 Дж/(°С)) T ー 25
T ー 25 0,087
T 25 0,087 25,087°C
Округлим значение до целого числа, получаем T 25°C.2. Когда в термос бросают четыре кубика льда⁚
Общая теплоемкость равна 945 Дж/(°С)٫ общее количество теплоты равно 33 кДж.Аналогично٫ решим уравнение⁚
33 кДж 0,2 кг * 945 Дж/(°С) * (T ー 25)
T ⎯ 25 0,175
T 25 0,175 25,175°C
Округлим значение до целого числа, получаем T 25°C.3. Когда в термос бросают восемь кубиков льда⁚
Общая теплоемкость равна 945 Дж/(°С)٫ общее количество теплоты равно 66 кДж.Снова решим уравнение⁚
66 кДж 0,2 кг * 945 Дж/(°С) * (T ー 25)
T ⎯ 25 0,35
T 25 0٫35 25٫35°C
Округлим значение до целого числа, получаем T 25°C.
Таким образом, во всех трех случаях конечная температура в термосе после установления равновесия будет составлять 25°C. Я был удивлен, узнав, что количество льда, брошенного в термос, не меняет конечную температуру.