В кубическом куске льда, помещенного в калориметр, делают лунку, которую полностью заполняют тёплой водой. Температура льда 0° С, температура воды 50°С. Какую часть первоначального объёма льда должен составлять объём лунки, чтобы после установления

Добавлена: 02.05.2026
Обновлена: 14.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
#Молекулярная физика

Условие:

В кубическом куске льда, помещенного в калориметр, делают лунку, которую полностью заполняют тёплой водой. Температура льда 0° С, температура воды 50°С. Какую часть первоначального объёма льда должен составлять объём лунки, чтобы после установления теплового равновесия весь лёд растаял?
При расчетах считать, что плотность воды 1000 кг/м³, плотность льда 900 кг/м³. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C). Удельная теплота плавления льда 3,36·10⁵ Дж/кг.
Считать, что теплообмен происходит только между льдом и водой.

Решение:

Обозначим:\nVₗ – объём лунки (заполненной тёплой водой);\nV₀ – первоначальный объём льда (куб);
ρ₍в₎ = 1000 кг/м³ – плотность воды;
ρ₍л₎ = 900 кг/м³ – плотность льда;\nc = 4200 Дж/(кг·°C) – удельная теплоёмкость воды;
λ = 3,36·10⁵ Дж/кг – удельная теплота плавления льда.
Температура воды T₍нач₎ = 50°С, конечная температура – 0°С (льд растаял, температура воды – 0°С).

Определим массу воды в лунке:
m₍в₎ = ρ₍в₎·Vₗ = 1000·Vₗ.
При охлаждении эт...