стерильный композитный куб нагревателя нагрели кубик до572°С и бросили его в теплоизолированный контейнер с питьевой водой. Вода покрылась коркой льда, объем которого был в10 раз меньше объема жидкой воды, масса в 2 раза меньше массы куба. В конце теплообмена получилась вода с температурой в 22 градуса. Определите удельную теплоемкость материала кубика, если теплообмен происходил быстро известно, что в процессе опускания кубика из контакта с ним испарилась 1/100 всей изначальной массы воды. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кгс). теплота плавления льда 330 кДж/кг, теплота кипения воды 2,3 МДж/кг. Плотность льда равна 9/10 от плотности воды

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии.

Обозначим: m - масса кубика V - объем кубика С - удельная теплоемкость материала кубика T1 - начальная температура кубика (572°С) T2 - конечная температура воды (22°С) m_ice - масса льда m_water - масса воды

Сначала найдем массу воды и массу льда: m_ice = m_water/10 m_water = 2m

Затем найдем количество теплоты, которое отдал кубик воде при охлаждении: Q1 = m * С * (T1 - T2)

Теперь найдем количество теплоты, которое ушло на плавление льда: Q2 = m_ice * 330 кДж/кг

И количество теплоты, которое ушло на нагревание льда до 0°С: Q3 = m_ice * 4200 Дж/(кг*град) * 0°С

Также учтем, что при испарении 1/100 массы воды ушло на испарение: Q4 = 0.01 * m_water * 2.3 МДж/кг

Теперь соберем все уравнения вместе: Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0

Подставим все известные значения и найдем удельную теплоемкость материала кубика: m * С * (572 - 22) + m_water/10 * 330 + m_water/10 * 4200 * 0 + 0.01 * 2m * 2.3 = 0

Решив это уравнение, мы найдем значение удельной теплоемкости материала кубика.