Лёд в бассейне
5/10После поломки систем отопления и водоснабжения бассейна объёмом \(V\) часть воды вытекла из него, а оставшаяся часть замёрзла. В итоге в бассейне остался лёд объёмом \((10/27)V\) при температуре \(0\,^\circ\text{C}\). В бассейн начинают наливать воду. Какую температуру должна иметь вода, чтобы, когда лёд растает, и бассейн будет полностью заполнен, вода в нём имела температуру \(t = 20\,^\circ\text{C}\)? Плотности воды и льда \(\rho_{\text{в}} = 1000\) кг/м\(^3\) и \(\rho_{\text{л}} = 900\) кг/м\(^3\), удельные теплоёмкости воды и льда \(c_{\text{в}} = 4200\) Дж/(кг\(\cdot^\circ\)C) и \(c_{\text{л}} = 2100\) Дж/(кг\(\cdot^\circ\)C) соответственно, удельная теплота плавления льда \(\lambda = 335\) кДж/кг. Потерями теплоты пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНайдите объём, а значит и массу доливаемой воды: после таяния льда бассейн полон. Затем составьте уравнение теплового баланса: долитая вода остывает до \(t\), а лёд плавится и его вода нагревается от \(0\,^\circ\text{C}\) до \(t\).
Ответ\(t_0 = t + \dfrac{10\rho_{\text{л}}(t + \lambda/c_{\text{в}})}{27\rho_{\text{в}} - 10\rho_{\text{л}}} \approx 70\,^\circ\text{C}\).
Похожие задачи
- Алюминиевый шарик в стакане с водой МОШ 2009/10, 8 кл.
- Перелив воды между бочками МОШ 2009/10, 9 кл.
- Горячая деталь в воде МОШ 2010/11, 8 кл.
- Нагрев сосуда с водой и гирей МОШ 2011/12, 8 кл.
- Лёд в калориметре МОШ 2011/12, 9 кл.
- Шарики в стакане МОШ 2011/12, 9 кл.