Question

У колориметр що містить 200г води при температурі 8 градусвв цельсія додають 300 грам льду при -20С визначити кінцевий стан системи

Answer 1

Для визначення кінцевого стану системи, скористаємось законом збереження енергії і законом збереження маси.

Спочатку визначимо, яка кількість теплоти буде передана з води на лід, щоб розтопити його. Для цього використаємо формулу:

Q = m * L,

де Q - кількість теплоти, m - маса льду, L - латентна теплота плавлення.

Відомо, що маса льду, яку додають, становить 300 грамів. Латентна теплота плавлення для води складає близько 334 Дж/г.

Q = 300 г * 334 Дж/г = 100200 Дж.

Теплота, яку отримає вода, буде втрачена льоду, тому згідно з законом збереження енергії:

Q = m * c * ΔT,

де m - маса води, c - теплоємність води, ΔT - зміна температури.

Відомо, що маса води становить 200 г, теплоємність води близько 4.18 Дж/(г·°C), а початкова температура 8 °C.

100200 Дж = 200 г * 4.18 Дж/(г·°C) * (ΔT - 8 °C).

Розкриваючи дужки та спрощуючи, отримаємо:

100200 Дж = 836 г·°C * ΔT - 6688 Дж.

836 г·°C * ΔT = 100200 Дж + 6688 Дж.

836 г·°C * ΔT = 107888 Дж.

ΔT = 107888 Дж / 836 г·°C.

ΔT ≈ 129,29 °C.

Отже, кінцева температура системи буде 129,29 °C.