Спросить
Войти

В калориметр, содержащий кусок льда массой mл = 0, 5 кг при температуре tл = -10 °С, наливают воду массой mв 0,5 кг при температуре tв 10 °С. Какая температура t (в градусах Цельсия) установится в калориметре? Чему равна масса льда m (в граммах) в калориметре после установления теплового равновесия? Удельные теплоёмкости воды и льда: Св = 4200 Дж/(кг. С) и Сл = 2100 Дж/(кг . C) соответственно. Удельная теплота плавления льда |= 340 кДж/кг. Температура плавления льда t0=0°С. Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Ответ округли до целых. Ответ

ОТВЕТЫ

Вода

m₁ = 0,5 кг

t₁ = 10 °C

c₁ = 4200 Дж / (кг · °С)

Лед

m₂ = 0,5 кг

t₂ = -10 °C

с₂ = 2100 Дж / (кг · °С)

λ = 340000 Дж / кг

m₃ - ?

c₂m₂(-t₂) + λm₃ = c₁m₁t₁

2100 * 0,5 * 10 + 340000m₃ = 4200 * 0,5 * 10

10500 + 340000m₃ = 21000

340000m₃ = 10500

m₃ = 0,03 кг

Значит 0,03 кг льда растает, а останется 0,5 - 0,03 = 0,47 кг

Определим, достаточно ли энергии, чтобы начался фазовый переход, который может быть при нагревании или охлаждении данных веществ.

При нагревании льда до t0 = 0 °С, он может начать плавиться; вода при охлаждении до t0 = 0 °С, может начать кристаллизоваться. Сравним значения энергий, необходимых для охлаждения воды и для нагревания льда до температуры фазового перехода t0. Эти энергии рассчитаем по формулам

Q1 (вода) = 21000

Q2 (лед) = 10500

Так как Qv1 > Ql1, то энергии, которая выделится при охлаждении воды хватает, для того, чтобы нагреть лед до температуры плавления t0. Следовательно, вода не начнет замерзать.

Определим, достаточно ли энергии, которая выделится при охлаждении и кристаллизации воды, чтобы нагреть лед до 0 °С.

Qv2 = 167 000

Qv1 + Qv2 = 167000 + 21000 = 188000 Дж

Так как (Qv1 + Qv2) > Ql1, то энергии, которая выделится при охлаждении и кристаллизации воды, достаточно чтобы нагреть лед до 0 °С.

лед нагреется до 0 °С.

В калориметре установится температура 0 °С.

СПАСИБО
1
Для написания ответов необходимо зарегестрироваться
Стать экспертом Правила
Контакты
Обратная связь
mail@yaznanie.ru
ЯЗнание
Общая информация
Для новых пользователей
Для новых экспертов