Question

Срочно помогите даю 40балов.В медный калориметр массой 100г, содержащий 50г воды с t=5°C, опустили 300г льда при t=-30°C

Answer 1

По уравнению теплового баланса: |Qотд| = Qполуч

пусть вода и калориметр изначально имеют общую температуру 5 °С

Qотд = c(м) m(к) (t - 5) + c(в) m(в) (t - 5)
Qполуч = c(л) m(л) (t + 30)

c(м) m(к) (5 - t) + c(в) m(в) (5 - t) = c(л) m(л) (t + 30),

c(м) m(к) t + с(в) m(в) t + с(л) m(л) t = 5 c(м) m(к) + 5 с(в) m(в) - 30 с(л) m(л)

t (c(м) m(к) + с(в) m(в) + с(л) m(л)) = 5 (c(м) m(к) + с(в) m(в) - 6 с(л) m(л))

t = 5 (c(м) m(к) + с(в) m(в) - 6 с(л) m(л)) / (c(м) m(к) + с(в) m(в) + с(л) m(л))

t = 5 (385*0,1 + 4200*0,05 - 6*2100*0,3) / (385*0,1 + 4200*0,05 + 2100*0,3)

t = -17 657,5 / 878,5 ≈ -20,099 °C

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Поскольку система изолирована, то вся потерянная энергия должна быть компенсирована полученной энергией. Мы можем выразить это следующим образом:

Энергия, переданная медному калориметру = Энергия, полученная от плавления льда

Для начала найдем энергию, переданную медному калориметру при смешивании льда с водой.

1. Найдем теплоту плавления льда (Q1):

Теплота плавления льда - это количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы превратить его в воду без изменения температуры. Формула для расчета теплоты плавления льда выглядит следующим образом:

Q1 = m1 * L1

где: - Q1 - теплота плавления льда (в джоулях) - m1 - масса льда (в граммах) - L1 - теплота плавления льда (в джоулях/грамм)

Теплота плавления льда (L1) равна 333.5 Дж/г.

В данной задаче, масса льда (m1) равна 300 г.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q1 = 300 г * 333.5 Дж/г = 100050 Дж

2. Найдем изменение температуры воды (ΔT2):

Известно, что лед находится при температуре -30°C, а вода в калориметре находится при температуре 5°C. Мы хотим найти изменение температуры воды после того, как лед растает. Формула для расчета изменения температуры выглядит следующим образом:

ΔT2 = T2 - T_initial

где: - ΔT2 - изменение температуры воды (в градусах Цельсия) - T2 - конечная температура воды (после смешивания с льдом) - T_initial - начальная температура воды

В данной задаче, начальная температура воды (T_initial) равна 5°C, а лед находится при температуре -30°C. Подставляя значения в формулу, получаем:

ΔT2 = T2 - 5°C = -30°C - 5°C = -35°C

3. Найдем количество теплоты, переданное медному калориметру (Q2):

Формула для расчета количества теплоты, переданного медному калориметру, выглядит следующим образом:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

где: - Q2 - количество теплоты, переданное медному калориметру (в джоулях) - m2 - масса воды в калориметре (в граммах) - c2 - удельная теплоемкость воды (в джоулях/грамм*градус Цельсия) - ΔT2 - изменение температуры воды (в градусах Цельсия)

Удельная теплоемкость воды (c2) равна 4.18 Дж/г*°C.

В данной задаче, масса воды в калориметре (m2) равна 50 г, а изменение температуры воды (ΔT2) равно -35°C. Подставляя значения в формулу, получаем:

Q2 = 50 г * 4.18 Дж/г*°C * (-35°C) = -7325 Дж

4. Найдем общую энергию, переданную медному калориметру (Q_total):

Так как система изолирована, всю потерянную энергию должна компенсировать энергия, полученная медным калориметром. По закону сохранения энергии, мы можем записать:

Q_total = Q1 + Q2

Подставляя значения, получаем:

Q_total = 100050 Дж + (-7325 Дж) = 92675 Дж

Таким образом, энергия, переданная медному калориметру, составляет 92675 Дж.