В медный стакан калориметра массой 0.2 кг, содержащий 0.2кг воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0°С. Начальная температура калориметра с водой 30°С. В момент времени, когда наступит тепловое равновесие, температура воды и калориметра стала равной 5°С. Рассчитайте массу льда. Потери тепла калориметром считать пренебрежимо малыми.
Для решения задачи воспользуемся принципом сохранения теплоты:
Количество тепла, отданное льду, равно количеству тепла, поглощенному водой и калориметром. При этом теплоемкость меди составляет 0.39 кДж/(кгград), а воды - 4.18 кДж/(кгград).
Пусть масса льда, которая плавится, равна m кг, а температура плавления льда равна 0°С.
Тогда количество тепла, отданное льду: m * L, где L - удельная теплота плавления льда (335 кДж/кг).
Количество тепла, поглощенное водой и калориметром: ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 25), где 25 - разность температур воды и калориметра (30°С - 5°С).
Из принципа сохранения теплоты получаем уравнение: m L = ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 * 25)
Подставляем известные значения и решаем уравнение: m 335 = ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 25) 335m = (0.24.1825) + (254.18m) + 0.20.39*25 335m = 20.95 + 104.5m + 1.95 335m - 104.5m = 20.95 + 1.95 230.5m = 22.9 m ≈ 0.0997 кг
Итак, масса льда, которая плавится, составляет около 0.0997 кг.
Для решения задачи воспользуемся принципом сохранения теплоты:
Количество тепла, отданное льду, равно количеству тепла, поглощенному водой и калориметром. При этом теплоемкость меди составляет 0.39 кДж/(кгград), а воды - 4.18 кДж/(кгград).
Пусть масса льда, которая плавится, равна m кг, а температура плавления льда равна 0°С.
Тогда количество тепла, отданное льду: m * L, где L - удельная теплота плавления льда (335 кДж/кг).
Количество тепла, поглощенное водой и калориметром: ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 25), где 25 - разность температур воды и калориметра (30°С - 5°С).
Из принципа сохранения теплоты получаем уравнение:
m L = ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 * 25)
Подставляем известные значения и решаем уравнение:
m 335 = ((0.2 + m) 4.18 25) + (0.2 0.39 25)
335m = (0.24.1825) + (254.18m) + 0.20.39*25
335m = 20.95 + 104.5m + 1.95
335m - 104.5m = 20.95 + 1.95
230.5m = 22.9
m ≈ 0.0997 кг
Итак, масса льда, которая плавится, составляет около 0.0997 кг.