Question

В калориметр с водой при температуре 0℃ положили кусочек льда .после установления теплового равновесия оказалось,что в сосуде находится смесь льда и воды ,причем масса льда увеличилась на 2,1%.определите начальную температуру льда .масса содержимого калориметра не изменилась.потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра пренебречь .удельная теплоёмкость льда 2100Дж/(кг умнож.на ℃),удельная теплота плавления льда 3,35 умнож. на 10 в пятой степени Дж/кг.Внешенее давление равно нормальному атмосферному давлению

Answer 1

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

Answer 2

Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом. Для начала определим, какая часть льда в смеси после установления теплового равновесия.

Известно, что масса льда увеличилась на 2,1%. Пусть начальная масса льда была M, тогда после установления теплового равновесия масса льда составит 1,021M, и масса воды в смеси будет (1 - 1,021)M = 0,979M.

Теперь мы знаем, что в сосуде после установления теплового равновесия есть M льда и 0,979M воды.

Далее, используем закон сохранения энергии:

Энергия, переданная от льда воде при плавлении льда, должна быть равной энергии, которую лед потерял, чтобы достичь начальной температуры T.

Энергия, переданная от льда воде (Qплавления), рассчитывается как:

Qплавления = M * L,

где L - удельная теплота плавления льда, равная 3,35 * 10^5 Дж/кг.

Энергия, потерянная льдом при достижении начальной температуры T (Qпотерянная), рассчитывается как:

Qпотерянная = M * c * ΔT,

где c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/(кг·°C)), ΔT - разница в температуре между начальной температурой льда и 0°C.

Таким образом, мы имеем:

M * L = M * c * ΔT.

M сокращается, и мы можем решить это уравнение относительно ΔT:

ΔT = L / c = (3,35 * 10^5 Дж/кг) / (2100 Дж/(кг·°C)) = 160°C.

Теперь мы знаем, что разница в температуре между начальной температурой льда и 0°C составляет 160°C.

Чтобы найти начальную температуру льда, мы должны вычесть эту разницу из 0°C:

Начальная температура льда = 0°C - 160°C = -160°C.

Таким образом, начальная температура льда составляла -160°C.