20

Решение: Тепловой баланс при таянии льда

ОГЭ · Физика · Задание 20 · Тепловые процессы и машины
ПовышеннаяФИПИF20DFCРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

В стакан, содержащий лёд при температуре $0\ ^\circ\mathrm{C}$, налили воду, имеющую температуру $33\ ^\circ\mathrm{C}$. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лёд растаял и в стакане установилась температура $0\ ^\circ\mathrm{C}$? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Вода остывает от $33\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ и отдаёт количество теплоты

$$Q_\mathrm{в}=m_\mathrm{в}c(33-0)=33m_\mathrm{в}c$$
2

Лёд находится при температуре плавления, поэтому полученное им тепло расходуется только на плавление.

$$Q_\mathrm{л}=m_\mathrm{л}\lambda$$
3

По условию теплообменом с окружающей средой можно пренебречь, поэтому составим уравнение теплового баланса.

$$33m_\mathrm{в}c=m_\mathrm{л}\lambda$$

Выразим отношение массы воды к массе льда и подставим табличные значения удельной теплоёмкости воды и удельной теплоты плавления льда.

$$\frac{m_\mathrm{в}}{m_\mathrm{л}}=\frac{\lambda}{33c}=\frac{3{,}3\cdot10^5}{33\cdot4200}\approx2{,}38$$
Ответ

Отношение массы воды к массе льда равно примерно $2{,}4$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Учитывают нагрев льда от температуры ниже $0\ ^\circ\mathrm{C}$, хотя по условию лёд уже имеет температуру $0\ ^\circ\mathrm{C}$.

Используют конечную температуру воды, отличную от $0\ ^\circ\mathrm{C}$.

Путают отношение масс и записывают обратную дробь.

Не учитывают, что всё тепло воды расходуется на плавление льда.

Закрепить приёмВ теме «Тепловые процессы и машины» ещё 104 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Тепловые процессы и машины»: в ней 105 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.