時間がたちましたが、教えましょうか？
わかりました。午前中に解答しますね
まず、言葉の意味から
比熱…１gの物質の温度を1k上げるのに必要な熱量
融解熱…１gの物質の状態を融解するのに必要な熱量
熱容量…物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量
(1)最終的にT[℃]になったとする。
水は熱量を失い(温度が下がり)、氷は熱量を得て(温度が上がる)、熱量は保存される。
すなわち水が失った熱量＝氷が得た熱量
今回、水は90gあり、水の比熱は4.2J/(g・K)すなわち、水1gの温度を1K変化させるのに必要な熱量は4.2Jであるから、水90gの温度を1K変化させるのに必要な熱量は90×4.2Jである。また、水の温度は(20－T)[K]変化するので、
今回20℃の水が失った熱量は90×4.2×(20－T)[J]である。
今回、氷が得た熱量は、0℃の氷から0℃の水に融解し、その後を融解した水がT℃になるのに使われる。
言葉の意味から、0℃の氷から0℃の水に融解するのに必要な熱量は10×3.3×10^2[J/g]
0℃の水がT℃の水になるのに必要な熱量は10×4.2×(T－0)[J]
よって、0℃の氷がT℃の水になるのに得た熱量は10×3.3×10^2+10×4.2×(T－0)[J]
以上より、熱量保存の法則より、
20℃の水がT℃の水になるのに失った熱量＝0℃の氷がT℃の水になるのに得た熱量
90×4.2×(20－T) ＝10×3.3×10^2+10×4.2×(T－0)
7.56×10^3－378T ＝3.3×10^3+－42T
4.26×10^3 ＝336T
T＝12.67···＝13℃
(2)20℃の水90gが0℃の水になるのに失った熱量は90×4.2×(20－0)=7.56×10^3[J]
今回、－30℃氷30gはまず、0℃の氷30gに変化し、その後、0℃の氷30gのうちx[g]の氷が0℃の水に変化する。熱量保存の法則より、この氷の変化に、先程の水が失った熱量7.56×10^3[J]が使われる。
－30℃氷30gが0℃の氷30gに変化するのに必要な熱量は、言葉の定義より、
30×2.1×{0－(-30)}=30×2.1×30=1.89×10^3[J]
0℃の氷30gのうちx[g]の氷が0℃の水に変化するのに必要な熱量は、言葉の定義より、
x×3.3×10^2[J]
以上より、熱量保存の法則より、
20℃の水が0℃の水になるのに失った熱量＝-30℃の氷がx[g]の0℃の水になるのに得た熱量
7.56×10^3 ＝1.89×10^3+x×3.3×10^2
x＝17.18···
すなわち、0℃の氷17.2gが0℃水に変化したので残っている氷は30－17.2=12.8=13[g]
(1)(2)両方とも、氷はどのように溶けていくのかが分からないと解けない問題でした。
分からなければ遠慮なく質問してください
お時間がありましたら、お願いしたいです。