Задачи › Плавление и кристаллизация

Лёд в калориметре

  1. Лёд в калориметре

    МОШ 2010/11, 9 кл.
    5/10

    Цилиндрический калориметр радиусом \(R = 10\) см и высотой \(h = 30\) см заполнен льдом при температуре \(t_0 = -10\) °С на одну треть своего объёма (см. рис.). В калориметр через отверстие сверху медленно наливают воду, имеющую температуру \(t = 30\) °С. Какой максимальный объём воды можно налить в калориметр? Удельная теплоёмкость воды \(c_\text{в} = 4200\) Дж/(кг\(\cdot\)°C), удельная теплоёмкость льда \(c_\text{л} = 2100\) Дж/(кг\(\cdot\)°C), удельная теплота плавления льда \(\lambda = 330\) кДж/кг. Плотность воды \(\rho_\text{в} = 1000\) кг/м\(^3\), плотность льда \(\rho_\text{л} = 900\) кг/м\(^3\). Теплоёмкостью калориметра и потерями теплоты пренебречь.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Составьте уравнение теплового баланса: часть льда нагревается до нуля и тает, налитая вода остывает до нуля. Второе уравнение — на полный объём: вода и оставшийся лёд занимают весь калориметр.

    Ответ

    \(V = \dfrac{\pi R^2 h \rho_\text{л}\,(2\lambda\rho_\text{в} + c_\text{л}t_0(\rho_\text{в} - \rho_\text{л}))}{3\rho_\text{в}\,(\lambda\rho_\text{л} - c_\text{в}t(\rho_\text{в} - \rho_\text{л}))} \approx 6{,}58\) л.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи