Question

В калориметр, теплоемкостью которого можно пренебречь, брошен кусок льда массой 20г при температуре -15°C.Затем в калориметр наливают воду при 70°C. Окончательная температура, которая устанавливается в калориметре, равна 10°C. Сколько воды было налито в калориметр? 

Answer 1

Решение. c1*m1*(t-t1)+L*m1+c2*m1*(t2-t)+c2*m2*(t2-t3)=0; m2=(c1*m1*(t-t1)+L*m1+c2*m1*(t2-t))/(-c2*(t2-t3)); 
c1=2100; m1=0,2; t1=-15; t=0; t2=10; t3=70; c2=4200; L=3,4*10^5;

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Количество тепла, выделяющегося при плавлении льда, можно вычислить с помощью формулы:

Q = m * L,

где Q - количество тепла, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Масса льда равна 20 г, а удельная теплота плавления льда составляет около 334 Дж/г.

Таким образом, количество тепла, выделяющегося при плавлении льда, составляет:

Q_1 = 20 г * 334 Дж/г = 6680 Дж.

Далее, мы можем использовать формулу для расчета количества тепла, переданного от воды к льду:

Q_2 = m * c * (T_f - T_i),

где Q_2 - количество тепла, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, T_f - конечная температура воды и льда (10°C), T_i - начальная температура воды (70°C).

Мы знаем, что масса льда составляет 20 г, поэтому масса воды равна разнице между начальной и конечной массами калориметра:

m = (масса калориметра с водой) - (масса калориметра без воды).

Так как теплоемкостью калориметра можно пренебречь, масса калориметра не меняется. Таким образом, можно сказать, что масса воды равна массе калориметра с водой.

Подставим известные значения в формулу:

6680 Дж = m * c * (10°C - 70°C).

Теплоемкость воды c составляет около 4.18 Дж/(г°C).

Решим уравнение относительно m:

6680 Дж = m * 4.18 Дж/(г°C) * (-60°C).

m = 6680 Дж / (4.18 Дж/(г°C) * (-60°C)).

m ≈ 30 г.

Таким образом, в калориметр было налито примерно 30 г воды.