Treść zadania

Rozwiązania

• 

  0 1

  antekL1 21.4.2021 (15:38)

  Ciepło właściwe lodu CL = 2100 J / (K * kg)
  Ciepło właściwe wody CW = 4200 J / (K * kg)
  Ciepło topnienia / zamarzania lodu / wody L = 334000 J / kg
  
  Jaką masę lodu o temperaturze T1= -10 oC należy wrzucić od naczynia zawierającego m= 500 g wody o temperaturze T2= 10 oC aby woda zamarzła, a lód powstały z zamarzniętej wody osiągnął temperaturę T3 = -5 oC.
  
  Końcową temperaturą całości będzie T3 = - 5 oC.
  Gdyby była ona wyższa to lód z wody nie ochłodziłby się do T3.
  Gdyby była niższa to znaczyłoby, że za dużo było "zimnego" lodu.
  
  Zachodzą następujące procesy:
  -- zimny lód ogrzewa się od T1 do T3 i pobiera ciepło:
  
  Q = mL * CL * (T3 - T1) ; gdzie mL = szukana masa zimnego lodu
  
  -- woda ochładza się od T2 do 0 oC oddając ciepło:
  
  Q1 = m * CW * (T2 - 0)
  
  -- woda zamarza oddając ciepło:
  
  Q2 = m * L
  
  -- lód z tej wody ochładza się do T3 oddając ciepło:
  
  Q3 = m * CL * (0 - T3)
  
  Bilans ciepła pobranego i oddanego jest taki: Q = Q1 + Q2 + Q3.
  Podstawiamy wzory za Q, Q1, Q2, Q3
  
  mL * CL * (T3 - T1) = m * CW * (T2 - 0) + m * L + m * CL * (0 - T3)
  
  Podstawiamy dane z zadania. Zamieniamy m = 500 g na 0,5 kg
  
  mL * 2100 * 5 = 0.5 * 4200 * 10 + 0.5 * 334000 + 0.5 * 2100 * 5
  
  stąd: 10500 mL = 193250 i dostajemy mL = 193250 / 10500 = około 18.4 kg
  =============================
  
  Większość tej masy zimnego lodu (15,9 kg) jest zużywane na proces zamrażania wody, bardzo "ciepłożerny". 2 kg idzie na ochładzanie ciepłej wody i 0,5 kg na ochładzanie powstałego z niej lodu.
  
  W razie pytań albo jak się pomyliłem pisz proszę na priv.
  

  Dodaj komentarz - Zgłoś nadużycie

  Zaloguj się lub załóź konto aby dodać komentarz.

  Dodaj