Плавление ледяных шариков в воде

Сосуд с теплоизолированными стенками содержит воды при начальной температуре . В сосуд погружён портативный нагреватель мощностью . Начиная с нулевого момента времени в сосуд каждую секунду падает маленький ледяной шарик массой . Температура шарика в момент попадания в воду равна .

Предполагается, что теплопроводность воды и льда достаточно велика, содержимое сосуда постоянно перемешивается, испарением с поверхности воды, временем плавления шариков, теплоёмкостью сосуда, а также теплопотерями при теплообмене с окружающей средой можно пренебречь. Теплоёмкости воды и льда равны и , удельная теплота плавления льда — .

А) При каком значении массы шариков температура в сосуде будет оставаться постоянной, равной ? Ответ дайте в граммах, округлите до сотых.

Б) Пусть масса каждого шарика равна . Через какое время после начала процесса температура в сосуде изменится на ? Ответ дайте в минутах, округлите до целого.

В) Пусть теперь масса каждого шарика равна . Какую температуру будет иметь содержимое сосуда через минуты после начала процесса? Ответ дайте в градусах Цельсия без учёта знака, округлите до целого.

Войдите, чтобы проверять ответы

Ответ. а) ; б) ; в) .

Похожие задачи

Получает и диссоциирует

В вертикальном сосуде под тяжёлым поршнем находится некоторое количество двухатомного газа. Сосуд обладает хорошей теплопроводностью, температура окружающей среды снаружи сосуда постоянна и равна T0. Молярную теплоёмкость газа при постоянном объёме можно считать равной dfrac{5R}{2}, прене
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика

Охлаждение влажного воздуха

В герметичном сосуде с жёсткими стенками находится влажный воздух при температуре 117circC и давлении 200 кПа, при этом количество водяных паров равно количеству сухого воздуха. Сосуд медленно охлаждают. Зависимость давления насыщенных паров воды от температуры приведена на графике ниже.
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика

В сосуде с поршнем

Герметичный цилиндрический теплоизолированный сосуд массой M разделен на две одинаковые части тонким теплопроводящим поршнем массой M, который может скользить вдоль оси сосуда без трения. В начальный момент в каждой из частей сосуда находится в состоянии теплового равновесия ν молей идеального одноа
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика

В цилиндре под поршнем на пружине

В вакууме на теплоизолирующей подставке установлен вертикальный теплоизолированный цилиндр, закрытый тяжёлым поршнем, подвешенным на пружине (см. рисунок). Поршень может скользить в цилиндре без трения. В случае если между дном цилиндра и поршнем газ отсутствует, поршень располагается в состоянии ра
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика