В калориметре, теплоемкостью которого можно пренебречь, находится 200 г воды при 12 С. В воду бросают кусок льда массой 15 г при температуре -10С. Какая температура установится в калориметре?
В калориметре, теплоемкостью которого можно пренебречь, находится 200 г воды при 12 С. В воду бросают кусок льда массой 15 г при температуре -10С. Какая температура установится в калориметре?
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.
Сначала вычислим количество теплоты, которое выделится при нагревании льда до температуры плавления:
Q1 = m c ΔT,
где m - масса льда, c - удельная теплоемкость льда (леда) = 2,1 Дж/(г*С), ΔT - изменение температуры льда.
Q1 = 15 г 2,1 Дж/(гС) * 20 С = 630 Дж.
Затем вычислим количество теплоты, которое передастся льду для его плавления:
Q2 = m * L,
где L - удельная теплота плавления льда = 334 Дж/г.
Q2 = 15 г * 334 Дж/г = 5010 Дж.
Теперь найдем количество теплоты, которое отдаст вода для охлаждения с исходной температуры до установившейся:
Q3 = m c ΔT,
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды = 4,18 Дж/(г*С), ΔT - изменение температуры воды.
Q3 = 200 г 4,18 Дж/(гС) * ΔT = 836 ΔT Дж.
Теперь можно записать уравнение сохранения энергии:
Q1 + Q2 = Q3,
630 Дж + 5010 Дж = 836 ΔT Дж,
5640 Дж = 836 ΔT Дж.
Отсюда получаем ΔT = 6,73 С.
Температура установившейся воды будет равна 12 C - 6,73 C = 5,27 C.
Таким образом, температура в калориметре установится в районе 5,27 С.