Вопрос:

В стакан калориметра, содержащий 177 г воды, опустили кусок льда, имеющий температуру 0°C. Начальная температура калориметра с водой равна 45°C. После того, как лёд растаял, температура воды и калориметра стала равна 5°C. Определите массу льда. Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг°C), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

Ответ:

Для определения массы льда используем закон сохранения энергии. Тепло, отданное водой при охлаждении, равно теплу, поглощённому льдом при плавлении и нагревании.

1. Определим теплоотдачу воды:
\[ Q_{воды} = m_{воды} c_{воды} \Delta t_{воды} \]
\[ Q_{воды} = 0.177 \ \text{кг} \cdot 4200 \ \text{Дж/(кг°C)} \cdot (45 - 5) \ \text{°C} \]
\[ Q_{воды} = 0.177 \cdot 4200 \cdot 40 = 29736 \ \text{Дж} \]

2. Определим тепло, необходимое льду:
\[ Q_{льда} = m_{льда} \lambda + m_{льда} c_{воды} \Delta t_{льда} \]
\[ Q_{льда} = m_{льда} \cdot 330000 + m_{льда} \cdot 4200 \cdot 5 \]
\[ Q_{льда} = m_{льда} (330000 + 21000) = m_{льда} \cdot 351000 \]

3. Уравняем теплоотдачу воды и теплопоглощение льдом:
\[ Q_{воды} = Q_{льда} \]
\[ 29736 = m_{льда} \cdot 351000 \]
\[ m_{льда} = \frac{29736}{351000} \approx 0.0847 \ \text{кг} \]

Ответ: Масса льда составляет 84.7 г.
Смотреть решения всех заданий с фото
Подать жалобу Правообладателю

Похожие