В калориметре находилось 1 кг льда при температуре -5 градусов цельсия. после добавления в калориметр 2 кг воды в нём установилось тепловое равновесие при температуре 0 градусов цельсия . какова температура добавленной в калориметр воды, если в итоге в калориметре оказалась только вода

Question

В калориметре находилось 1 кг льда при температуре -5 градусов цельсия. после добавления в калориметр 2 кг воды в нём установилось тепловое равновесие при температуре 0 градусов цельсия . какова температура добавленной в калориметр воды, если в итоге в калориметре оказалась только вода

IMMORTALWRITER 02.03.2026 12:48

Ответы и вопросы пользователей

Соколов Андрей Михайлович · Accepted Answer

Для того чтобы в калориметре в итоге оказалась только вода при температуре $0^{\circ} C 0 raised to the composed with power C$ , добавленная вода должна отдать количество теплоты, достаточное для нагрева льда до $0^{\circ} C 0 raised to the composed with power C$ и его полного плавления; начальная температура добавленной воды составляла 41,7°C. ️ Шаг 1: Определение необходимых физических констант и условий Для решения задачи воспользуемся следующими значениями:

Удельная теплоемкость льда $c_{1} = 2100 Дж/(кг \cdot^{\circ} С) c sub 1 equals 2100 Дж/(кг center dot raised to the composed with power С)$ Удельная теплоемкость воды $c_{2} = 4200 Дж/(кг \cdot^{\circ} С) c sub 2 equals 4200 Дж/(кг center dot raised to the composed with power С)$ Удельная теплота плавления льда $λ = 3, 4 \cdot 10^{5} Дж/кг lambda equals 3 comma 4 center dot 10 to the fifth power Дж/кг$ (стандартное значение для школьных задач)

Массы компонентов: $m_{1} = 1 кг m sub 1 equals 1 кг$ (лед), $m_{2} = 2 кг m sub 2 equals 2 кг$ (вода). Начальная температура льда $t_{1} = {-5}^{\circ} C t sub 1 equals negative 5 raised to the composed with power C$ , конечная температура смеси $θ = 0^{\circ} C theta equals 0 raised to the composed with power C$ . ️ Шаг 2: Расчет количества теплоты, полученного льдом Лед проходит два этапа: нагрев до температуры плавления и само плавление.

Теплота на нагрев льда до $0^{\circ} C 0 raised to the composed with power C$ :
$Q_{1} = m_{1} \cdot c_{1} \cdot (θ - t_{1}) = 1 \cdot 2100 \cdot (0 - (-5)) = 10500 Дж cap Q sub 1 equals m sub 1 center dot c sub 1 center dot open paren theta minus t sub 1 close paren equals 1 center dot 2100 center dot open paren 0 minus open paren negative 5 close paren close paren equals 10500 Дж$ Теплота на плавление льда:
$Q_{2} = m_{1} \cdot λ = 1 \cdot 340000 = 340000 Дж cap Q sub 2 equals m sub 1 center dot lambda equals 1 center dot 340000 equals 340000 Дж$ Суммарное полученное тепло:
$Q_{о б щ} = Q_{1} + Q_{2} = 10500 + 340000 = 350500 Дж cap Q sub о б щ end-sub equals cap Q sub 1 plus cap Q sub 2 equals 10500 plus 340000 equals 350500 Дж$

️ Шаг 3: Составление уравнения теплового баланса Добавленная вода массой $m_{2} m sub 2$ остывает от искомой температуры $t_{2} t sub 2$ до $θ = 0^{\circ} C theta equals 0 raised to the composed with power C$ , отдавая тепло $Q_{3} cap Q sub 3$ : $Q_{3} = m_{2} \cdot c_{2} \cdot (t_{2} - θ) cap Q sub 3 equals m sub 2 center dot c sub 2 center dot open paren t sub 2 minus theta close paren$ Согласно закону сохранения энергии: $m_{2} \cdot c_{2} \cdot t_{2} = Q_{о б щ} m sub 2 center dot c sub 2 center dot t sub 2 equals cap Q sub о б щ end-sub$ $2 \cdot 4200 \cdot t_{2} = 350500 2 center dot 4200 center dot t sub 2 equals 350500$ $8400 \cdot t_{2} = 350500 8400 center dot t sub 2 equals 350500$ ️ Шаг 4: Вычисление искомой температуры Произведем деление: $t_{2} = \frac{350500}{8400} \approx 41, 726 \dots t sub 2 equals 350500 over 8400 end-fraction is approximately equal to 41 comma 726 …$ Ответ: Начальная температура добавленной воды составляла приблизительно 41,7°C. Хотите ли вы рассмотреть случай, когда в калориметре после установления равновесия остается смесь льда и воды, или данных параметров достаточно?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Физика»

Вопросы из других предметов