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1kgのアルミ容器に30℃の水が1.5kg入って熱平衡の状態にある。この中に−20℃の氷100gを入れた。熱損失がないものとして、3者が熱平衡に達した後の温度は何℃か。ただし、アルミ、水、氷の比熱はそれぞれ、0.894kj/kg•K、4.187kj/kg•K、2.0kj/kg•Kで、氷の融解熱は334kj/kgとする。

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A 回答 (1件)

熱平衡後の温度をT℃とすると、



(1)当初熱平衡にあった30℃の「アルミ容器+水」が失った熱量:

  Ha= 1kg * (30 - T) * 0.894kJ/kg•K + 1.5kg * (30 - T) * 4.187kJ/kg•K
   = 215.235 - 7.1745 * T

(2)投入した氷が得た熱量:

  Hb= 0.1kg * 20K * 2.0kJ/kg•K + 0.1kg * 334kJ/kg + 0.1kg * T(K) * 4.187kJ/kg•K
   = 37.4 + 0.4187 * T

(3)両者が等しいことから、

  T ≒ 23.4℃
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この回答へのお礼

ありがとうございます!!

お礼日時:2015/07/27 19:22

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