上次的意見欄:
https://hk.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=7015042300022
2015-06-13 21:47:11 補充:
你回應得那麼快??
你要先明白,兩堆物件處於兩個狀態,一個是75°C的水,一個是0°C的冰。
不同溫度的物件放在一起,在 equilibrium 的時候,溫度必需相同。
因此,我們要留意兩者之間的不同階段:
75°C 的水
74°C 的水
73°C 的水
‧‧‧
1°C 的水
0°C 的水
0°C 的冰
2015-06-13 21:48:41 補充:
今次主要要看三個狀態:
75°C 的水 <----> 0°C 的水 <----> 0°C 的冰
看 heat capacity 看 latent heat
2015-06-13 21:55:54 補充:
(75°C 的水⇒ 0°C 的水)釋放出 94500 J
於是
(0°C 的冰 ⇒ 0°C 的水)接收了 94500 J
留意 94500 J 並不能把所有冰變作水,所以可以用前邊的方法計算可以知道剩下多少冰。
額外思考:
如果 hot water 不是 0.3 kg,而是 3 kg,那麼最後的結果不單止可以把所有冰溶掉,而且最終的溫度也不是 0°C,而是較高的溫度,設為 x°C,那麼:
(3)(75 - x)(4200) = (0.5)(334000) + (0.5)(x - 0)(4200)
得出 x = 52.9252
最終溫度 = 52.9252°C
2015-06-14 16:15:44 補充:
天同知識長的答案比較精簡,我把我的答案移過來這一邊吧。
(◕‿◕✿)
Assume that for water the specific heat capacity is 4200 J/kg/°C and the specific latent heat of fusion is 334000 J/kg.
For the 0.3 kg of hot water at 75°C to drop to 0°C, the heat energy released is
(0.3)(75 - 0)(4200) = 94500J.
2015-06-14 16:15:55 補充:
For the 0.5 kg of ice at 0°C, the total latent heat of fusion (i.e. the total energy needed to melt them all) is
(0.5)(334000) = 167000J.
Therefore, the 0.3 kg of hot water at 75°C does not have enough heat energy to melt all the ice.
The final temperature of the mixture is 0°C.
2015-06-14 16:16:09 補充:
94500J can melt 94500/334000 = 0.282934132 kg of ice.
Therefore, the mass of ice remained is
0.5 - 0.282934132 = 0.217065868 kg.
2015-06-14 16:16:23 補充:
回應補充發問:
不正確,因為你的公式只適用於 T > 0。
[原意是若有很多熱水,那不單止可以溶冰,也可以提升水溫。]
[請看看意見欄我提出的例子。]
但你得出 T < 0,可見情況不合用。
所以要再進一步思考,得知原來 0.3 kg 75°C 的水並未能把所有冰溶掉,因此最終溫度是 0°C。