обратить ваше внимание на то, что объем дан в квадратных метрах. Это, скорее всего, ошибка авторов учебников, ибо объем это есть произведение сторон и высоты комнаты, и в метрах квадратных он ну никак не может быть дан.
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
Сразу отмечу:
Нормальные условия:
p = 10^5 Па
t = 273 K
обратить ваше внимание на то, что объем дан в квадратных метрах. Это, скорее всего, ошибка авторов учебников, ибо объем это есть произведение сторон и высоты комнаты, и в метрах квадратных он ну никак не может быть дан.
pV = vRT
V =N/Na, отсюда:
pV = NRT/Na => N = pVNa/RT = 10^5 * 60 * 6 * 10^23/8*31*27 ~ 1.6 * 10^27 молекул газа.
2. Vкв = sqrt(3RT/M)
M = 12 * 10^-3
Vкв = 3 * 8.31 * 273/12* 10^-3 = 753 м/c.
3. Закон Шарля
p1/T1 = p2/T2
T2 = T1p2/p1
Пересмотрите еще раз внимательно условие, я абсолютно уверен, что вы допустили ошибку. Затем решите по выше указанной формуле.
4. V = 0,8 м^3
T = 300 К
p = 2.8 * 10^5
p2 = 1.6 * 10^5
V2 = 1.4 м^3
T2 - ?
pV = vRT
v = pV/RT = 2.8 * 10^5 * 0.8/8.31 * 300 ~ 90.
T2 = p2V2/vR = 1.6 * 10^5 * 1.4/90 * 8.31 ~ 300 К
Для увеличения объема нам понадобится та же температура.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
(2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
(4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
(5)
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
кг
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.