Question

В калориметре находится кусок льда массой 85 г при температуре 0°С. Какую массу воды с начальной температурой 100 °С нужно налить в калориметр, чтобы весь лёд растаял, а температура образовавшейся воды стала равной 35 °С ? Ответ выразить в граммах [г]. Удельная теплота плавления льда 335 х 10"3 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг×К). Тепловыми потерями в окружающую среду пренебречь.

Answer 1

Ответ:

...................................................................

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда лед плавится и нагревается до температуры 35°C, всё это время суммарная энергия остаётся постоянной. Мы можем использовать следующее уравнение:

Q_лед + Q_вода = 0

Где Q_лед - количество энергии, необходимое для плавления льда, и Q_вода - количество энергии, необходимое для нагревания воды.

Давайте начнём с Q_лед. Удельная теплота плавления льда (L) равна 335 х 10^3 Дж/кг. Масса льда (m) равна 85 г, что можно перевести в килограммы:

m_лед = 85 г = 0,085 кг

Теперь мы можем найти количество энергии, необходимое для плавления льда:

Q_лед = m_лед * L = 0,085 кг * (335 х 10^3 Дж/кг) = 28,475 Дж

Теперь мы знаем, что всё это количество энергии должно быть передано воде и нагрето до 35°C. Удельная теплоёмкость воды (C) равна 4200 Дж/(кг×K).

Давайте обозначим массу воды, которую мы хотим найти, как m_вода (в кг). Температура начальной воды (T_вода начальная) равна 100°C, а температура конечной воды (T_вода конечная) равна 35°C.

Используем следующее уравнение:

Q_вода = m_вода * C * (T_вода конечная - T_вода начальная)

Теперь мы можем найти m_вода:

Q_вода = m_вода * C * (T_вода конечная - T_вода начальная)

28,475 Дж = m_вода * (4200 Дж/(кг×K)) * (35°C - 100°C)

28,475 Дж = m_вода * (-65°C) * 4200 Дж/(кг×K)

Теперь разрешим это уравнение относительно m_вода:

m_вода = 28,475 Дж / [(-65°C) * 4200 Дж/(кг×K)]

m_вода = 0,001 кг = 1 г

Таким образом, вам нужно налить 1 грамм воды с начальной температурой 100°C в калориметр, чтобы весь лёд растаял, и температура образовавшейся воды стала равной 35°C.