Question

В калориметре содержится лед массой mл при температуре tл и некоторая масса воды при температуре tл. Чему должна быть равна масса воды, чтобы весь лед растаял? При каком значении массы воды, она вся превратиться в лед?

Answer 1

Ответ:

когда tl больше ML

Пошаговое объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, переданное от одного тела другому, равно изменению его внутренней энергии.

1. Весь лед растаял:

Когда весь лед растаял, его теплота переходит на нагрев воды до некоторой конечной температуры.

Теплота, необходимая для плавления льда, равна:

$Q_1 = m_l \cdot L_f$

где:

• $m_l$ - масса льда
• $L_f$ - удельная теплота плавления льда.

Теплота, необходимая для нагрева воды от температуры $t_l$ до температуры плавления льда $t_m$, равна:

$Q_2 = m_w \cdot c_w \cdot (t_m - t_l)$

где:

• $m_w$ - масса воды
• $c_w$ - удельная теплоемкость воды
• $t_m$ - температура плавления льда.

Установим, что теплота, переданная для нагрева воды, равна теплоте, необходимой для плавления льда:

$Q_1 = Q_2$ $m_l \cdot L_f = m_w \cdot c_w \cdot (t_m - t_l)$

Из этого выражения мы можем найти $m_w$ для того, чтобы весь лед растаял.

2. Вся вода превратилась в лед:

Когда вся вода превратилась в лед, ее теплота переходит на плавление льда.

Теплота, необходимая для плавления льда (аналогично пункту 1):

$Q_3 = m_w \cdot L_f$

Теплота, необходимая для охлаждения воды от температуры $t_l$ до температуры плавления льда $t_m$, равна:

$Q_4 = m_w \cdot c_w \cdot (t_m - t_l)$

Установим, что теплота, необходимая для плавления льда, равна теплоте, переданной для охлаждения воды:

$Q_3 = Q_4$ $m_w \cdot L_f = m_w \cdot c_w \cdot (t_m - t_l)$

Из этого выражения мы можем найти $m_w$ для того, чтобы вся вода превратилась в лед.