В воду масой 100 грамм при температуре 25 градусов бросили латунный брусок охлаждений до - 50 градусов. Какую минимальную масу должен иметь брусок что бы вода замёрзла? Потерей енергии пренебречь.

mв = 100 г = 0,1 кг.

Cв = 4200 Дж/кг * °C.

q = 3,4 * 10⁵ Дж/кг.

t1 = 25 °C.

t2 = 0 °C.

t3 = - 50 °C.

Cл = 400 Дж/кг * °C.

mл - ?

Чтобы вода замёрзла, её необходимо сначала охладит от t1 до температуры кристаллизации t2, а потом при этой температуре превратить в твёрдое состояние.

Количество тепловой энергии Q, которое выделится при этом процессе, найдём по формуле: Q = Cв * mв * (t1 - t2) + q * mв.

Необходимое количество теплоты Q, для получения из воды льда отдаст латунная деталь при остывании от температуры t3 до температуры t2.

Q = Cл * mл * (t2 - t3).

Cв * mв * (t2 - t1) + q * mв = Cл * mл * (t2 - t3).

Формула для определения массы латунного бруска примет вид: mл = (Cв * mв * (t2 - t1) + q * mв) / Cл * (t2 - t3).

mл = (4200 Дж/кг * °C * 0,1 кг * (25 °C - 0 °C) + 3,4 * 10⁵ Дж/кг * 0,1 кг) / 400 Дж/кг * °C * (0 °C - ( - 50 °C)) = 2,225 кг.

Ответ: латунный брусок должен иметь массу mл = 2,225 кг.