Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4705
2017-11-06 
В термос с водой при температуре $t_{1}$ поместили лёд при температуре $t_{2}$. Масса воды $M_{в}$, масса льда $M_{л}$. Определить окончательную температуру воды в термосе. Влияние термоса не учитывать.
Решение:
Изюминка данной задачи заключается в том, что в зависимости от первоначального соотношения масс льда и воды, возможны три различных варианта.
1. Воды много, а льда мало.
В этом случае лед полностью растает, и окончательная температура воды определится из уравнения теплового баланса:
$C_{в}M_{в} (t_{рез} - t_{1}) + C_{л} M_{л} (t_{peз} - t_{2}) + M_{л} Q_{пл} = 0$
2. Промежуточный случай.
а) Лед нагрелся, и часть его растаяла, а вода остыла, и результирующая температура, конечно же, $0^{ \circ} С$. Долю растаявшей воды $\lambda$ можно вычислить по формуле:
$C_{в}M_{в}t_{1} + C_{л}M_{л}t_{2} - \lambda M_{в} Q_{пл} = 0$
б) Вода остыла, и часть ее замерзла, и конечная температура равна $0^{ \circ} С$. Долю замерзшей воды $\lambda$ можно вычислить по формуле:
$C_{в}M_{в}t_{1} + C_{л}M_{л}t_{2} + \lambda M_{в} Q_{пл} = 0$
3. Льда много, а воды мало.
Вода остыла и замерзла. Уравнение теплового баланса будет выглядеть так:
$C_{в}M_{в}t_{1} + M_{в}Q_{пл} + C_{л}M_{л}t_{2} = C_{л} ( M_{в} + M_{л}) t_{рез}$
Граничное соотношение для этого случая состоит в том, что вся вода замерзла и температура льда равна $0^{ \circ} С$.
В термос с водой при температуре $t_{1}$ поместили лёд при температуре $t_{2}$. Масса воды $M_{в}$, масса льда $M_{л}$. Определить окончательную температуру воды в термосе. Влияние термоса не учитывать.
Решение:
Изюминка данной задачи заключается в том, что в зависимости от первоначального соотношения масс льда и воды, возможны три различных варианта.
1. Воды много, а льда мало.
В этом случае лед полностью растает, и окончательная температура воды определится из уравнения теплового баланса:
$C_{в}M_{в} (t_{рез} - t_{1}) + C_{л} M_{л} (t_{peз} - t_{2}) + M_{л} Q_{пл} = 0$
2. Промежуточный случай.
а) Лед нагрелся, и часть его растаяла, а вода остыла, и результирующая температура, конечно же, $0^{ \circ} С$. Долю растаявшей воды $\lambda$ можно вычислить по формуле:
$C_{в}M_{в}t_{1} + C_{л}M_{л}t_{2} - \lambda M_{в} Q_{пл} = 0$
б) Вода остыла, и часть ее замерзла, и конечная температура равна $0^{ \circ} С$. Долю замерзшей воды $\lambda$ можно вычислить по формуле:
$C_{в}M_{в}t_{1} + C_{л}M_{л}t_{2} + \lambda M_{в} Q_{пл} = 0$
3. Льда много, а воды мало.
Вода остыла и замерзла. Уравнение теплового баланса будет выглядеть так:
$C_{в}M_{в}t_{1} + M_{в}Q_{пл} + C_{л}M_{л}t_{2} = C_{л} ( M_{в} + M_{л}) t_{рез}$
Граничное соотношение для этого случая состоит в том, что вся вода замерзла и температура льда равна $0^{ \circ} С$.
