В калориметр, содержащий 2 л воды при температуре 40 ∘ С, опустили кусок льда массой 1 кг при температуре -20 ∘ С. Определите температуру в калориметре после установления теплового равновесия. Ответ приведите в [ ∘ C] с точностью до целого. Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг ⋅ ∘ C), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг ⋅ ∘ C), удельная теплота плавления льда 3,36 ⋅ 1 0 5 Дж/кг. Плотность воды 1000 кг/м 3 . Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Ответы
Ответ дал:
2
Ответ:
Объяснение:
1)
Находим массу воды в калориметре:
m₁ = ρ₁·V₁ = 1000·2·10⁻³ = 2 кг
2)
Вода остывает:
Q₁ = c₁·m₁·(t₁ - t) = 4200·2·(40 - t) = 336 000 - 8400·t Дж
3)
Лед нагревается до температуры плавления:
Q₂ = c₂·m₂·(t₁ - t) = 2100·1·(0 - t₂) = 42 000 Дж
4)
Лет тает:
Q₃ = λ·m₂ = 3,36·10⁵ · 1 = 336 000 Дж
5)
Вода, получившаяся изо льда, нагревается:
Q₄ = c₂·m₂·(t - 0) = 4200·1·(t - 0) = 4200·t Дж
6)
Составляем уравнение теплового баланса:
Q₁ = Q₂ + Q₃ + Q₄
336 000 - 8400·t = 42 000 + 336 000 + 4200·t
12 600·t = 42 000
t ≈ 3°C
Вас заинтересует
4 месяца назад
4 месяца назад
6 месяцев назад
6 месяцев назад
2 года назад
2 года назад
7 лет назад
7 лет назад