Question

В калориметр с водой, находящейся при температуре 20 ∘C, кладут кубик льда, взятый при температуре −10 ∘C. Масса кубика в 10 раз БОЛЬШЕ массы налитой воды. Удельная теплоёмкость воды cв=4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоёмкость льда cл=2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда λ=330 кДж/кг.

Определите установившуюся температуру в калориметре в этом случае. Ответ дайте в ∘C, округлив до целого числа.

Найдите отношение массы воды при установившейся температуре к первоначальной массе воды. Ответ округлите до сотых.
В условии нет никаких ошибок.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

дано m1=m

t1=20C

t2=-10C

m2=10*m

Mв/m1 - ?

T- ?

1) оценим тепло которое может отдать теплая вода

Q1=c1*m*t1=4200*20*m=84* m ( кДж)

2) найдем тепло которое нужно для нагревания льда до  0 C

Q2=c2*10m(0-t2)=2100*10*m*10=210* m ( кДж)

Значит тепла не хватит чтобы нагреть лед даже до  0 С только за счет теплой воды

это значит что вода начнет кристаллизоваться и отдавать тепло

дальше......

Q=Q2-Q1=210m-84m=126 m ( кДж) - может забрать начальный лед

Q=mo* л=126*10^3*m

mo=126*10^3*m/330*10^3=0,382* m - дополнительный лед из воды

Значит в калориметре будет вода и лед

T=0  

а воды останется Mв=m-0,38m=0,62 m

Mв/m=0,62

ответ   T= 0 C

Mв/m=0,62

Уважаемые гении с планеты Сириус!!!!!!

Вычисления проверяйте обязательно. У меня проблемы с арифметикой

Answer 2

Попробую.

Пусть масса воды при 20 гр.=m, масса льда 10m.

Q1=c*m*(20-0)=20c(в)*m=84 000m  -  тепло, отданное остывающей водой.

Q2=c(л)*10m*(0-(-10))=210 000m, это больше Q1, значит лед нагреется не до нуля, а только до t. Что получилось? Имеем воду при нуле и лед при температуре меньше нуля. Остывшая вода начнет кристаллизоваться.

Q3=λm2; m2 - масса воды превратившейся в лед.

Q3=330 000m2

За счет этого тепла лед продолжит нагреваться.

Q1+Q3=c(л)*10m*Δt

84000m+330 000m2=2100*10m*10

Думаю этого тепла хватит, чтобы нагреть лед до нуля.(нехорошо((

Тогда 330 000m2=210 000m-84 000m

330 000m2=126 000m

330m2=126m

m2=126m/330

m2=0,382m

Тогда в жидком состоянии останется m-0,382m=0,618m

0,618m/m=0,618

Ответ: 0°С и отношение масс 0,618≈0,62.