Как я охладил воду до 0°C, добавив минимальное количество льда
Я решил выяснить, какое минимальное количество льда мне нужно добавить к воде, чтобы охладить ее обратно до 0°C. У меня была вода, находящаяся при температуре 10°C, и я хотел достичь 0°C. Сначала мне понадобилось узнать, сколько энергии нужно извлечь из воды, чтобы охладить ее до 0°C. Для этого я использовал формулу Q mcΔT, где Q ⏤ количество теплоты, m ― масса вещества, c ⏤ удельная теплоемкость вещества и ΔT ⏤ изменение температуры. Я знал, что масса воды была равна 1 грамму, а удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 J/(g°C). Чтобы охладить воду с 10°C до 0°C, ΔT -10°C. Теперь мне нужно было найти количество теплоты, которое нужно извлечь из воды. Подставив известные значения в формулу, я получил Q 1 г * 4,18 J/(г°C) * (-10°C) -41,8 J. Так как мы извлекаем тепло из воды и передаем его в лед, количество теплоты, которое нужно извлечь из воды, должно быть равно количеству теплоты, которое нужно передать льду, чтобы растопить его. Конкретная теплота плавления для льда составляет около 334 J/г.
Теперь я могу найти массу льда, которую мне нужно добавить. Подставив известные значения в формулу, я получил -41,8 J m * 334 J/г. Решив уравнение, я получил m -41,8 J / 334 J/г ≈ -0,125 г.
Таким образом, чтобы охладить воду, находящуюся при температуре 10°C, обратно до 0°C, мне понадобилось добавить около 0,1 грамма льда.