W tym zadaniu oblicz temperaturę końcową napoju, do którego wrzucono lód o masie m2 = 20 g i temperaturze T2 = -3oC, jeśli początkowa masa m1 = 200 g i temperatura T1 = 15oC. Przyjmij, że ciepło właściwe napoju jest równe ciepłu właściwemu wody
W sytuacji opisanej w zadaniu energię oddaje napój, a pobiera ją lód podczas ogrzewania i topnienia, a następnie woda powstała z lodu.
Ilości energii oddawanej i pobieranej przez substancje znajdujące się w kubku obliczamy w następujący sposób:
1. ciepło oddane przez napój znajdujący się w kubku termicznym o temperaturze początkowej T1 = 15oC i temperaturze końcowej T4
2. ciepło pobrane przez lód o temperaturze początkowej T2 = -3oC na ogrzanie do temperatury topnienia T3 = 0oC
3. ciepło pobrane przez lód na topnienie w stałej temperaturze T3
4. ciepło pobrane przez wodę, powstałą z lodu, o temperaturze początkowej T3 na ogrzanie do temperatury końcowej T4
Ciepło oddane jest równe ciepłu pobranemu, więc:
Po podstawieniu zapisanych wcześniej wzorów na ciepło otrzymujemy zależność wynikającą z bilansu cieplnego:
Z powyższej równości wyznaczamy temperaturę końcową T4:
Podstawiamy dane liczbowe i otrzymujemy:
Odpowiedź: Napój w kubku po stopnieniu lodu będzie miał temperaturę ok. 6oC.
Wyznaczamy ciepło oddane i pobrane ze wzoru na ilość ciepła potrzebnego do zmiany temperatury ciała o
Przykład Przykład 1.
11Przykład Przykład 2.
12Przykład Przykład 3.
13Zadanie 7.1.2
14Zadanie 7.1.3
14Zadanie 7.1.5
15Zadanie 7.1.8
15Zadanie 7.1.9
15Przykład Przykład 1.
16Zadanie 7.2.1.
18Zadanie 7.2.3.
19Zadanie 7.2.12.
21Zadanie 7.2.13.
21Zadanie 7.3.2.
26Zadanie 7.4.1.
30Zadanie 7.4.11.
31Przykład Przykład 1.
32Przykład Przykład 3.
34Przykład Przykład 5.
37Zadanie 7.5.4.
38Zadanie 7.5.10.
39Zadanie 7.5.14.
40Zadanie 7.5.16.
40Zadanie 7.5.20.
41Zadanie 7.5.26.
42Przykład Przykład 1.
43Zadanie 7.6.2.
46Zadanie 7.6.6.
47Przykład Przykład 2.
49Zadanie 7.7.2.
52Zadanie 7.7.3.
52Zadanie 7.7.4.
53Zadanie 7.7.6.
53Przykład Przykład 1.
55Zadanie 7.8.7.
58Przykład Przykład. Gejzer
64Zadanie Zadanie 1. Śluza
66Zadanie Zadanie 2. Balon
67Zadanie Zadanie 3. Butla z gazem
67Zadanie Zadanie 4. Wartość energetyczna pożywienia
68