В стакан калориметра налили 150 г воды. начальная температура калориметра и воды 55с. в воду опустили кусок льда,имеющий температуру 0с. после того как наступило тепловое равновесие, температура воды в калориметре стала 5с. опред.массу льда.теплоемкость калориметра не учитывать

Question

В стакан калориметра налили 150 г воды. начальная температура калориметра и воды 55с. в воду опустили кусок льда,имеющий температуру 0с. после того как наступило тепловое равновесие, температура воды в калориметре стала 5с. опред.массу льда.теплоемкость калориметра не учитывать

SharkZed 04.03.2026 16:05

Ответы и вопросы пользователей

Соколов Андрей Михайлович · Accepted Answer

Для определения массы льда воспользуемся уравнением теплового баланса, согласно которому количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному льдом для плавления и последующего нагрева образовавшейся воды до конечной температуры. В результате расчетов масса льда составляет 0,09 кг (или 90 г). ️ Шаг 1: Определение отданной теплоты Вода массой $m_{w} = 0, 15 m sub w equals 0 comma 15$ кг охлаждается от $t_{w} = 55^{\circ} t sub w equals 55 raised to the composed with power$ C до $t_{f} = 5^{\circ} t sub f equals 5 raised to the composed with power$ C. Количество теплоты $Q_{1} cap Q sub 1$ , которое выделяется при этом процессе, рассчитывается по формуле: $Q_{1} = c_{w} \cdot m_{w} \cdot (t_{w} - t_{f}) cap Q sub 1 equals c sub w center dot m sub w center dot open paren t sub w minus t sub f close paren$ Где $c_{w} = 4200 c sub w equals 4200$ Дж/(кг·°С) — удельная теплоемкость воды. $Q_{1} = 4200 \cdot 0, 15 \cdot (55 - 5) = 4200 \cdot 0, 15 \cdot 50 = 31500 Дж cap Q sub 1 equals 4200 center dot 0 comma 15 center dot open paren 55 minus 5 close paren equals 4200 center dot 0 comma 15 center dot 50 equals 31500 Дж$ ️ Шаг 2: Определение полученной теплоты Лед массой $m_{i} m sub i$ сначала плавится при температуре $0^{\circ} 0 raised to the composed with power$ C, а затем полученная из него вода нагревается до $5^{\circ} 5 raised to the composed with power$ C. Суммарное тепло $Q_{2} cap Q sub 2$ равно: $Q_{2} = λ \cdot m_{i} + c_{w} \cdot m_{i} \cdot (t_{f} - t_{i}) cap Q sub 2 equals lambda center dot m sub i plus c sub w center dot m sub i center dot open paren t sub f minus t sub i close paren$ Где $λ = 3, 3 \cdot 10^{5} lambda equals 3 comma 3 center dot 10 to the fifth power$ Дж/кг — удельная теплота плавления льда, а $t_{i} = 0^{\circ} t sub i equals 0 raised to the composed with power$ C. Вынесем $m_{i} m sub i$ за скобки: $Q_{2} = m_{i} \cdot (λ + c_{w} \cdot t_{f}) cap Q sub 2 equals m sub i center dot open paren lambda plus c sub w center dot t sub f close paren$ $Q_{2} = m_{i} \cdot (330000 + 4200 \cdot 5) = m_{i} \cdot (330000 + 21000) = 351000 \cdot m_{i} cap Q sub 2 equals m sub i center dot open paren 330000 plus 4200 center dot 5 close paren equals m sub i center dot open paren 330000 plus 21000 close paren equals 351000 center dot m sub i$ ️ Шаг 3: Расчет массы льда Приравниваем отданное и полученное тепло ( $Q_{1} = Q_{2} cap Q sub 1 equals cap Q sub 2$ ): $31500 = 351000 \cdot m_{i} 31500 equals 351000 center dot m sub i$ $m_{i} = \frac{31500}{351000} \approx 0, 08974 кг m sub i equals 31500 over 351000 end-fraction is approximately equal to 0 comma 08974 кг$ Округляя до значимых цифр, принятых в учебных задачах (используя $λ = 3, 3 \cdot 10^{5} lambda equals 3 comma 3 center dot 10 to the fifth power$ ): $m_{i} \approx 0, 09 кг m sub i is approximately equal to 0 comma 09 кг$ Ответ: Масса льда составляет 0,09 кг (или 90 г). Нужно ли вам рассчитать изменение энтропии системы в этом процессе или помочь с другой физической задачей?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Физика»

Вопросы из других предметов