Question

Срочно! В калориметр содержащий 100г воды при температуре 0°, положили 2 кг льда при температуре -10°. Ответьте на вопросы.1)Какое кол-во теплоты выделилось при полном превращении воды в лёд?2)Какое кол-во теплоты надо сообщить льду для нагревания до 0°?3)Какой будет температура в калориметре в состоянии теплового равновесия: больше 0° , меньше 0° или равной 0°.4)Вся вода замёрзнет?

Answer 1

3) равна 0
4) не замёрзнет

Answer 2

Давайте рассмотрим каждый вопрос по порядку:

1. Какое количество теплоты выделилось при полном превращении воды в лёд?

Для того чтобы превратить 100 г воды при температуре 0° C в лёд при той же температуре, необходимо выделяется определенное количество теплоты. Это количество теплоты можно рассчитать с помощью удельного тепла плавления для воды, которое составляет около 334 дж/г (джоули на грамм).

Теплота плавления (Q) = масса воды (m) * удельное тепло плавления (Лед)

Q = 100 г * 334 дж/г = 33400 дж

Таким образом, при полном превращении 100 г воды в лёд выделилось 33400 джоулей теплоты.

2. Какое количество теплоты надо сообщить льду для нагревания до 0°?

Теперь у нас имеется 2 кг (или 2000 г) льда при температуре -10° C, и мы хотим его нагреть до 0° C. Для этого нам понадобится удельная теплоёмкость льда, которая составляет около 2.09 дж/(г*°C).

Теплота нагревания (Q) = масса льда (m) * удельная теплоёмкость (Лёд) * изменение температуры (ΔT)

Q = 2000 г * 2.09 дж/(г*°C) * (0° - (-10°)) = 41800 дж

Таким образом, чтобы нагреть 2 кг льда до 0° C, нам нужно сообщить 41800 джоулей теплоты.

3. Какова будет температура в калориметре в состоянии теплового равновесия: больше 0°, меньше 0° или равной 0°?

При смешивании воды и льда в калориметре происходит теплообмен до достижения теплового равновесия. Теплота будет переходить из воды к льду, пока они не достигнут одинаковой температуры. Так как изначально вода находилась при температуре 0° C, а лед при температуре -10° C, тепло будет передаваться от воды к льду, и температура в калориметре после достижения теплового равновесия будет меньше 0° C.

4. Вся вода замёрзнет?

Да, вся вода замёрзнет. Поскольку лёд нагревается до 0° C и поглощает теплоту от окружающей среды, он начнет плавиться. Этот процесс плавления льда потребует теплоты, которая будет взята из воды в калориметре. Поскольку выделенной изначально теплоты больше, чем требуется для нагревания льда до 0° C, то вся вода замёрзнет и превратится в лёд.