Question

Se scoate din frigider un vas inchis ce contine o masa m de apa ( c=4185 J/kg·K ) cu temperatura T₁= 278 K si se pune intr-o camera.Se constata ca dupa un timp t₁=10 min temperatura apei a devenit T₂=280 K.Sa se caluleze in cat timp se va topi o masa m de gheata cu temperatura T=273 K pusa in acelasi vas si in aceeasi camera. Se cunoaste λ= 335 kJ/kg.

Answer 1

Masa apei scoasa din frigider isi modifica temperatura de la T1 la T2 in 10 minute. Cantitatea de caldura primita este  Qprim=m*c*(T2-T1). Aici T2-T1=2K=2C Transferul de caldura se face cu o anumita viteza de transfer adica in fiecare secunda se transfera aceeasi  cantitate de caldura si o putem calcula astfel : daca se transfera Qprim in timpul t1 atunci se transfera in fiecare secunda q=Qprim/t1 cu t1 masurat in secunde t1=10*60=600s. q=m*c*(T2-T1)/t1=m*4185*2/600 J transferati in fiecare secunda catre apa. Acum calculam cantitatea de caldura necesara topirii unei mase m de gheata la temperature de topire 273,15K sau 0C Q=m*lambda =m*335J Aceasta caldura este primita de gheata cu viteza q adica in fiecare secunda gheata primeste q Jouli. Putem afal timpul necesat pentru a primi toata caldura Q astfel : Q=q*t2. Venim cu valoarea lui q aflata anterior si abtinem Q=t2*m*c*(T2-T1)/t1=m*lambda. Din aceasta ecuatie scoatem pe t2=t1*m*lamba/m*c*(T2-T1). Simplificam cu m ( era necunoscut!)  inlocuim si obtinem t2 in secunde.