Задача
В сосуд, содержащий 10 кг льда при 0 °C, влили 3 кг воды при 90 °C. Какая установится температура в сосуде?
Описание задачи
Раздел естествознания - физика.
Раздел физики - тепловые явления.
Используемый закон –
закон сохранения и превращения энергии.
Геометрические расчеты отсутствуют.
Решаем методами алгебры и арифметики.
Математический анализ не используем.
Проверяем выполнение правила размерности в окончательной алгебраической формуле.
Числовой ответ получаем в системе СИ и СГС.
Основные понятия:
масса тела,
количество теплоты,
удельная теплоемкость тела,
удельная теплота плавления тела.
Качественное решение
Может быть несколько ситуаций.
Вода остывает и расплавляет весь лед.
Вода остывает. Лед не расплавляется.
Вода остывает и расплавляет часть льда.
Вода остывает. Лед весь расплавляется. Новая вода нагревается.
Температура и льда, и воды не может быть меньше 0 °C.
Температура и льда, и воды не может быть выше 90 °C.
Оцениваем количество теплоты при полном остывании воды.
Оцениваем количество теплота для расплавления всего льда при температуре плавления льда.
Сравниваем. Делаем вывод.
Температура плавления льда 0 °C.
Вода остывает. Полученная энергия идет на расплавления льда. В этом состоит закон сохранения и превращения энергии в этой задаче.
Записываем формулы, которые следуют из определений используемых понятий и используемого физического закона.
Из них получаем алгебраическую формулу для ответа.
Окончательную алгебраическую формулу проверяем правилом размерности.
Подставляем в формулу числа.
Получаем числовые ответы в системе СИ и СГС.
Количественное решение на фото.
