В воду, занимающую объем V= 4 л и нагретую до температуры t1=20 0C, брошен кусок льда массой m2= 250 г при температуре t2=0 0C. Определите температуру воды после того как лед растаял. Удельная теплоемкость воды св=4200 Дж/(кг*0C), удельная теплота плавления льда λ=3,35 105 Дж/кг; плотность воды ρв=1000 кг/м3

Данные: V (объем взятой воды) = 4 л = 0,004 м³; t1 (первоначальная температура воды ) = 20 ºС; m2 (масса куска льда) = 250 г = 0,25 кг; t2 — первоначальная температура куска льда (t2 = 0 ºС).

Постоянные: по условию Св (уд. теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг*ºС); λ (уд. теплота плавления льда) = 3,35 * 10⁵ Дж/кг; ρв (плотность воды) = 1000 кг/м³.

1) Теплота, затраченная для плавления куска льда: Q = λ * m2 = 3,35 * 10⁵ * 0,25 = 83,75 * 10³ Дж.

2) Изменение температуры взятой воды: Q = Св * V * ρв * (t1 - t), откуда выразим: t = t1 - Q / (Св * V * ρв) = t1 - Q / (Св * V * ρв) = 20 - (83,75 * 10³) / (4200 * 0,004 * 1000) = 15 ºС.

Ответ: После таяния льда вода будет иметь температуру 15 ºС; после установления равновесия — 14,1 ºС.