Лёд в калориметре
5/10Цилиндрический 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.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСоставьте 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.
Похожие задачи
- Брусок в расплавленном свинце МОШ 2012/13, 8 кл.
- Свинец и тугоплавкий брусок МОШ 2012/13, 9 кл.
- Таяние льда в бочке МОШ 2014/15, 8 кл.
- Нагрев льда в калориметре МОШ 2015/16, 8 кл.
- Оловянная фигурка в парафине МОШ 2010/11, 8 кл.
- Льдинка и доливаемая вода МОШ 2012/13, 9 кл.