Page 6 - Fizyka, Zrozumieć Fizykę, kart pracy, poziom rozszerzony, klasa 2

7. Hydrostatyka i wstęp do zjawisk cieplnych
Przykład 2 Topniejące kostki lodu

Do naczynia wrzucono topniejące, ale osuszone kostki lodu
3
o całkowitej objętości 1 dm . Po pewnym czasie część lodu się
3
stopiła i w naczyniu pozostało 0,75 dm lodu.
J
Przyjmij ciepło właściwe wody c = 4200 kg K i ciepło topnie-
w
$
J
nia lodu L = 335 000 .
t
kg
g
g
Gęstość lodu to d = 0,9 cm 3, gęstość wody d = 1,0 cm 3.
l
w
2.1 (0–2) Oblicz, jaką ilość ciepła pobrał lód z otoczenia podczas
topnienia.
2.2. (0–4) Do naczynia z wodą i pozostałym lodem wlano 2 litry
ciepłej wody o temperaturze 45°C. Oblicz końcową temperatu-
rę wody w naczyniu. Wymianę ciepła z otoczeniem pomiń.
Temperatury topnienia lodu
2.3. (0–1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli i krzepnięcia wody są w danych
zdanie jest prawdziwe, lub F – jeśli jest fałszywe. warunkach takie same

W rzeczywistości temperatura końcowa musiała być niższa niż ta obliczona
1. P F
z pominięciem wymiany ciepła z otoczeniem.

2. Wynik doświadczenia nie zależy od tego, w jakim naczyniu znajdował się lód z wodą. P F
3. Podczas doświadczenia niewielka masa wody wyparowała. P F

Rozwiązanie:
2.1. Kostki lodu się topiły, co oznacza, że ich temperatura była równa 0°C. Woda powstała z lodu
3
3
także miała po stopieniu temperaturę 0°C. W naczyniu stopiło się 0,25 dm , czyli 250 cm , lodu.
Dane: Szukane:
V = 250 cm 3 m = ?
g
d = 0,9 cm 3 Pamiętaj o zamianie jednostek na
l
J
L = 335 000 kg podstawowe.
t
Zadanie możemy rozwiązać w dwóch krokach.

Obliczamy masę stopionego lodu:
g
3
m = dV = 0,9 cm 3 ∙ 250 cm = 225 g = 0,225 kg
l
Obliczamy ciepło potrzebne do stopienia takiej masy lodu:
J
Q = mL = 0,225 kg ∙ 335 000 = 75 375 J
t
kg
Odpowiedź: Stopiony lód pobrał 75 375 J ciepła.
Punktacja:

1 pkt za obliczenie masy stopionego lodu
1 pkt za obliczenie pobranego ciepła przez topniejący lód

6