1. Definiera variabler:
* m_ice: Ismassa =30 g
* m_water: Vattenmassa =500 g
* m_iron: Massa av järnbehållare =150 g
* t_ice: Initial temperatur på is =0 ° C
* t_water: Initial temperatur på vatten =45 ° C
* T_Final: Slutlig temperatur (vad vi vill hitta)
* l_fusion: Latent fusion av is =334 j/g
* c_water: Specifik värmekapacitet för vatten =4,18 J/(g ° C)
* c_iron: Specifik värmekapacitet för järn =0,45 J/(g ° C)
2. Ställ in värmebalansekvationen:
Den totala värmen som erhålls av isen (smältning och uppvärmning) måste vara lika med den totala värmen som förloras av vatten- och järnbehållaren när de svalnar:
* Värme som erhålls av is =Värme förlorad av vatten + värme förlorat med järn
3. Bryt ner värmevillkoren:
* Värme som erhållits av is:
* smältning: m_ice * l_fusion
* Uppvärmning: m_ice * c_water * (T_FINAL - T_ICE)
* Värme förlorat med vatten: m_water * c_water * (T_water - T_Final)
* Värme förlorat av järn: m_iron * c_iron * (t_water - t_fininal)
4. Anslut värdena och lösa:
(30 g * 334 J/g) + (30 g * 4.18 J/(g°C) * (T_final - 0°C)) =(500 g * 4.18 J/(g°C) * (45°C - T_final)) + (150 g * 0.45 J/(g°C) * (45°C - T_final))
5. Förenkla och lösa för T_Final:
* 10020 J + 125.4 J/° C * T_FINAL =9390 J - 2090 J/° C * T_FINAL + 3037.5 J - 67.5 J/° C * T_FINAL
* 2283 J/° C * T_FINAL =1578,5 J
* T_Final ≈ 0,69 ° C
Därför är blandningens slutliga temperatur ungefär 0,69 ° C.