Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9716
2018-10-25 
Снег с температурой $t_{1} = - 10^{ \circ} C$ опустили в сосуд с нагревателем. Через время, равное $\tau_{1} = 4$ минуты, снег растаял и превратился в воду с температурой $t_{0} = 0^{ \circ} С$, а ещё через время $\tau_{2} = 57 сек$ - температура воды выросла до $t_{2} = 20^{ \circ} С$. Найдите удельную теплоёмкость снега $c_{1}$, если удельная теплоёмкость воды $c_{2} = 4,2 \cdot 10^{3} Дж/кг \cdot ^{ \circ} С$, а удельная теплота плавления $\lambda = 334 \cdot 10^{3} Дж/кг$. Тепловая мощность, передаваемая нагревателем воде и снегу, постоянна.
Решение:
Поступившее за время $\tau_{1}$ от нагревателя тепло $N \tau_{1}$, где $N$ его мощность, идёт на повышение температуры снега от $t_{1}$ до $t_{0}$ и на плавление снега. Уравнение теплового баланса на этом этапе: $M(c_{1}(t_{0} - t_{1}) + \lambda) = N \tau_{1}$, где $M$ масса снега. Поступившее за время $\tau_{2}$ тепло идёт на нагрев воды от $t_{0}$ до $t_{2}$, так что $Mc_{2}(t_{2} - t_{0}) = N \tau_{2}$. Исключая $M$ и $N$ находим теплоёмкость $c_{1} = c_{2} \frac{ (t_{2} - t_{0}) \tau_{1} }{(t_{0} - t_{1}) \tau_{2}} - \frac{ \lambda}{t_{0} - t_{1}} \approx 2 \cdot 10^{3} Дж/кг \cdot ^{ \circ} С$.
Снег с температурой $t_{1} = - 10^{ \circ} C$ опустили в сосуд с нагревателем. Через время, равное $\tau_{1} = 4$ минуты, снег растаял и превратился в воду с температурой $t_{0} = 0^{ \circ} С$, а ещё через время $\tau_{2} = 57 сек$ - температура воды выросла до $t_{2} = 20^{ \circ} С$. Найдите удельную теплоёмкость снега $c_{1}$, если удельная теплоёмкость воды $c_{2} = 4,2 \cdot 10^{3} Дж/кг \cdot ^{ \circ} С$, а удельная теплота плавления $\lambda = 334 \cdot 10^{3} Дж/кг$. Тепловая мощность, передаваемая нагревателем воде и снегу, постоянна.
Решение:
Поступившее за время $\tau_{1}$ от нагревателя тепло $N \tau_{1}$, где $N$ его мощность, идёт на повышение температуры снега от $t_{1}$ до $t_{0}$ и на плавление снега. Уравнение теплового баланса на этом этапе: $M(c_{1}(t_{0} - t_{1}) + \lambda) = N \tau_{1}$, где $M$ масса снега. Поступившее за время $\tau_{2}$ тепло идёт на нагрев воды от $t_{0}$ до $t_{2}$, так что $Mc_{2}(t_{2} - t_{0}) = N \tau_{2}$. Исключая $M$ и $N$ находим теплоёмкость $c_{1} = c_{2} \frac{ (t_{2} - t_{0}) \tau_{1} }{(t_{0} - t_{1}) \tau_{2}} - \frac{ \lambda}{t_{0} - t_{1}} \approx 2 \cdot 10^{3} Дж/кг \cdot ^{ \circ} С$.
