Дано:
- масса льда m = 1 кг
- начальная температура льда T0 = 270 K
- количество теплоты Q = 105 Дж
- удельная теплота плавления льда L = 334 кДж/кг = 334000 Дж/кг (преобразуем в СИ)
Найти: конечная температура воды Tf.
Решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Qплавление = m * L
Qплавление = 1 кг * 334000 Дж/кг = 334000 Дж
2. Сравним количество теплоты, подведенное к льду, с количеством тепла, необходимым для его плавления:
Поскольку Q (105 Дж) < Qплавление (334000 Дж), то лед не полностью расплавится.
3. Определим, сколько теплоты использовано для повышения температуры льда до 0 °C:
Qвход = Q
Qвход = m * c * (Tf - T0), где c - удельная теплоемкость льда (c = 2.09 кДж/(кг·K) = 2090 Дж/(кг·K)).
4. Подставим значения и найдем Tf:
105 Дж = 1 кг * 2090 Дж/(кг·K) * (Tf - 270 K)
5. Упростим уравнение:
105 = 2090 * (Tf - 270)
6. Найдем Tf:
Tf - 270 = 105 / 2090
Tf - 270 ≈ 0.0502
Tf ≈ 270.0502 K
Ответ: Температура образовавшейся воды составляет примерно 270.05 K.