Question

Помогите!! В калориметре находится вода массой 1,5 кг, температура которой 20°С. В колориметр помещают лёд при температуре -10°С. Какая температура установится в калориметре? В этой задаче не известна масса льда! Как ее решать?

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы сохранения энергии и теплового равновесия. Мы предполагаем, что тепло не теряется наружу и что система достигает теплового равновесия.

Для этого мы можем использовать следующее уравнение:

Q(потерянное льдом) + Q(потерянное водой) = 0

где Q(потерянное льдом) - количество тепла, потерянное льдом при его плавлении, и Q(потерянное водой) - количество тепла, потерянное водой при охлаждении.

1. Рассмотрим сначала количество тепла, потерянное льдом. Для этого используем формулу:

Q(потерянное льдом) = масса льда * удельная теплоемкость плавления льда * изменение температуры

Удельная теплоемкость плавления льда обычно равна 334 кДж/кг.

2. Теперь рассмотрим количество тепла, потерянное водой. Для этого используем формулу:

Q(потерянное водой) = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Удельная теплоемкость воды обычно равна 4,18 кДж/(кг·°C).

Теперь мы можем записать уравнение:

масса льда * 334 кДж/кг * (T - (-10°C)) + 1,5 кг * 4,18 кДж/(кг·°C) * (T - 20°C) = 0

где T - температура, которую мы пытаемся найти.

Теперь решим это уравнение относительно T:

масса льда * 334 кДж/кг * (T + 10°C) = -1,5 кг * 4,18 кДж/(кг·°C) * (T - 20°C)

Теперь вы можете решить это уравнение относительно массы льда. Когда вы найдете массу льда, вы сможете найти температуру T.