Question

. У калориметрі нагрівають суміш води та льоду. Маса льоду 1 кг. Графік залежності температури калориметрі від B часу нагрівання зображено на рисунку. Теплові втрати відсутні, потужність нагрівника стала. Питома теплота плавлення льоду 330. кДж/кг, питома теплоємність води 4200 Дж/(кг), питома теплота пароутворення води 2,3 МДж/кг. 1) Знайдіть потужність нагрівника. 2) Знайдіть початкову масу води в калориметрі. 3) Знайдіть, через скільки часу від початку нагрівання температура знову​

Answer 1

Answer:

1) The power of the heater can be found using the formula:

\[ P = \frac{m_i \cdot L_f + m_i \cdot c \cdot \Delta T}{t} \]

where: - \( P \) = power of the heater - \( m_i \) = mass of ice (1 kg) - \( L_f \) = specific latent heat of fusion for ice (330 kJ/kg) - \( c \) = specific heat capacity of water (4200 J/(kg·K)) - \( \Delta T \) = change in temperature - \( t \) = time

Substituting the given values, we get:

\[ P = \frac{1 \cdot 330 + 1 \cdot 4200 \cdot \Delta T}{t} \]

The graph is needed to find \( \Delta T \) and \( t \).

2) The initial mass of water in the calorimeter can be found using the fact that the total heat gained by the water and ice is equal to the heat lost by the heater. This can be expressed as:

\[ m_w \cdot c \cdot \Delta T + m_i \cdot L_f = P \cdot t \]

where: - \( m_w \) = mass of water - \( c \) = specific heat capacity of water (4200 J/(kg·K)) - \( \Delta T \) = change in temperature - \( m_i \) = mass of ice (1 kg) - \( L_f \) = specific latent heat of fusion for ice (330 kJ/kg) - \( P \) = power of the heater - \( t \) = time

We can solve for \( m_w \) using the given values and the graph.

3) To find the time it takes for the temperature to rise again after the start of heating, we need to analyze the graph to determine the point at which the temperature starts to rise again.

Discussion:

This is an interesting problem involving the principles of calorimetry and heat transfer. The given information allows us to apply the equations for specific heat capacity, latent heat, and power to solve for the unknowns. The graph provides a visual representation of the temperature changes over time, which is crucial for determining the values needed to solve the problem.

Do you have any specific questions about the calculations or the concepts involved? I'd be happy to discuss them further!