Question

В калориметр с водой массой 1,5 кг при температуре 30 °С положили кусок льда при температуре —10 °С. Когда лёд полностью растаял, температура воды стала равной 0 °С. Чему равна масса льда? Ответ дайте в граммах и округлите до целого. Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплоёмкость льда — 2100 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.​

Answer 1

Ответ:

1.) Q=mc(t2-t1)=1,5 кг * 4'200 Дж/кг * (30гр.-0гр.)=189'000 Дж

2.) m=Q/ =189'000 Дж/340'000 Дж/кг ~ 0,555 кг

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии.

Сначала определим количество теплоты, которое передается от воды к льду, пока лед полностью не растает. Это можно сделать с использованием формулы:

Q = m_воды * c_воды * ΔT_воды

где: Q - количество теплоты, переданное от воды к льду (в Дж) m_воды - масса воды (в кг) c_воды - удельная теплоемкость воды (в Дж/(кг·°С)) ΔT_воды - изменение температуры воды (в °С)

ΔT_воды = 0 °С - 30 °С = -30 °С

Подставляя известные значения:

Q = 1.5 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (-30 °С) = -189000 Дж

Отрицательный знак означает, что теплота передается от воды к льду.

Далее определим количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Q_плавления = m_льда * L_плавления

где: Q_плавления - количество теплоты, необходимое для плавления льда (в Дж) m_льда - масса льда (в кг) L_плавления - удельная теплота плавления льда (в Дж/кг)

L_плавления = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг

Так как весь лед полностью растаял, количество теплоты, переданное от воды к льду, должно быть равно количеству теплоты, необходимому для плавления льда:

-189000 Дж = m_льда * 330000 Дж/кг

m_льда = -189000 Дж / 330000 Дж/кг = -0.5727 кг

Масса льда не может быть отрицательной, поэтому округлим ответ до целого значения:

m_льда = 573 г

Таким образом, масса льда равна 573 грамма.