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.