Question

Даю 30 баллов В калориметр, содержащий кусок льда массой = 0, 5 кг при температуре = -10°С, наливают воду массой - 0,5 кг при температуре = 10 °С. Какая температура (в градусах Цельсия) установится в калориметре? Чему равна масса льда (в граммах) в калориметре после установления теплового равновесия? Удельные теплоёмкости воды и льда: с = 4200 Дж/(кг.) и сл плавления льда Х = 2100 Дж/(кг. *С) соответственно. Удельная теплота = 340 кДж/кг. Температура плавления льда то - 0°С. Теплоёмкостью калориметра пренебречь.Ответ округли до целых.t=*C; m = г.

Answer 1

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии и теплоты.

Сначала найдем количество теплоты, которое выделится при охлаждении воды до температуры плавления льда: Q1 = c * m * (t - t1), где c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*С)), m - масса воды (0,5 кг), t - начальная температура воды (10°С), t1 - температура плавления льда (0°С).

Q1 = 4200 * 0,5 * (10 - 0) = 21000 Дж.

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда: Q2 = m * Х, где m - масса льда (0,5 кг), Х - удельная теплота плавления льда (2100 Дж/(кг*С)).

Q2 = 0,5 * 2100 = 1050 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, которое поглотит лед, чтобы нагреться до установившейся температуры: Q3 = c * m * (t2 - t1), где t2 - установившаяся температура льда, t1 - температура плавления льда (0°С).

Q3 = 4200 * 0,5 * (t2 - 0).

Так как вся эта энергия должна быть равна нулю, то есть Q1 + Q2 = -Q3, можем найти установившуюся температуру льда: 21000 + 1050 = 4200 * 0,5 * t2, t2 = 22,5°С.

Теперь найдем массу льда в калориметре: m = m1 + m2, где m1 - масса воды (0,5 кг), m2 - масса льда.

m = 0,5 + 0,5 = 1 кг = 1000 г.

Итак, установившаяся температура в калориметре будет 22,5°С, а масса льда после установления теплового равновесия составит 1000 г.