Какое количество льда следует добавить в стакан с водой, чтобы охладить её от темпЕратуры 50 °C до температуры 10 °C? Объем воды в стакане 250 мл. Масса стакана с водой 350 г. Удельная теплоемкость стекла 0,84 кДж/(кг*°C), удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг*°C), удельная теплоемкость льда 2,1 кДж*(кг*°C). Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Считать что в конце процесса охлаждения весь лед перешёл в жидкое состояние и тепловые потеря в окружающую среду отсутствуют. Начальная температура льда минус 10 °C.

T₁ = 50 °Сt₂ = 10 °СV = 250 мл = 250 см³m = 350 гc₁ = 4200 Дж/(кг*°С)c₂ = 840 Дж/(кг*°С)c₃ = 2100 Дж/(кг*°С)λ = 3,3*10⁵ Дж/кгt₃ = -10 °Сm₃ - ?Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t₂) - количество теплоты отданное водойm₁ = ρ * V = 1,0 г/см³ * 250 см³ = 250 гQ₁ = 4200 Дж/(кг*°С) * 0,250 кг * (50 °С - 10 °С) = 42000 Джm₂ = m - m₁ = 350 г - 250 г = 100 г - масса стаканаQ₂ = c₂*m₂*(t₁ - t₂) - количество теплоты отданное стаканомQ₂ = 840 Дж/(кг*°С) * 0,100 кг * (50 °С - 10 °С) = 3360 ДжQ₃ = c₃*m₃*(0 - t₃) - количество теплоты пошедшее на нагревание льда от -10 °С до 0 °СQ₃ = 2100 Дж/(кг*°С) * m₃ * (0 - (-10 °C) = 21000*m₃ (Дж/кг)Q₄ = λ * m₃ - количество теплоты пошедшее на плавление льдаQ₄ = 3,3*10⁵ Дж/кг * m₃ = 3,3*10⁵ *m₃ (Дж/кг)Q₅ = c₁*m₃*(t₂ - 0) количество теплоты пошедшее на нагревание воды получившейся из расплавленного льда от 0 °С до 10 °СQ₅ = 4200 Дж/(кг*°С) * m₃ * (10 °C - 0) = 42000*m₃ (Дж/кг)Составляем уравнение теплового балансаQ₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄ + Q₅42000 Дж + 3360 Дж = 21000*m₃ + 3,3*10⁵ *m₃ + 42000*m₃45360 Дж = 393000 * m₃ Дж/кгm₃ = 45360 Дж / 393000 Дж/кг ≈ 0,115 кг = 115 г - масса льда