Összekeverünk 2 kg -10 °C-os jeget és 3 kg 80 °C-os vizet. Mi történik, hogyan lehet leírni számítással? Valaki tud segíteni?

Hasonló feladat itt volt:

http://www.gyakorikerdesek.hu/kozoktatas-tanfolyamok__hazife..

Az akkori linkek sajnos ma már nem működnek, helyette egy új link a régi feladathoz:

[link]

Ehhez hasonlóan te is meg tudod oldani!

A víz hőkapacitása 4,2 kJ/kg/K.

A jég hőkapacitása 2,1 kJ/kg/K.

A jég olvadáshője 334 kJ/kg.

Nézzük meg, hogy a jég felolvasztásához mennyi hő kell:

Először is -10-ről 0°C-ra melegíteni a jeget 2 kg * 10 K * 2,1 kJ/kg/K = 42 kJ.

Aztán felolvasztani a 2 kiló jeget: 2 kg * 334 kJ/kg = 668 kJ.

Tehát összesen 42 + 668 = 710 kJ hőt kell közölnünk vele, hogy felolvadjon és 0°C hőmérsékletű víz legyen.

Nézzük meg, hogy ezt 3 kg 80 °C-os víz egyáltalán meg tudja-e csinálni: 3 kg * 80 K * 4,2 kJ/kg/K = 1008 kJ többlethő van a 3 kg 80°C-os vízben a 3 kg 0°C-oshoz képest, tehát igen, meg tudja csinálni.

Oké, akkor az 1008-ból 710 kJ elmegy a jég felolvasztására, és marad a rendszerben összesen 298 kJ többlet hőenergia a 0°C-os vízhez képest. 5 kiló vízről beszélünk. Így tehát a víz végső hőmérséklete 298 kJ / (5kg * 4,2 kJ/kg/K) = 14,2 K-nel lesz melegebb a viszonyítási alapunknál, azaz 0°C-nál. Tehát 14,2°C hőmérsékletű lesz a víz.