Полное условие задачи
В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20 °С, в нем установилось тепловое равновесие при – 2 °С? (Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью колориметра пренебречь.)
Краткое условие задачи
Решение задачи
Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры теплового равновесия найдем по формуле:
Количество теплоты, отдаваемое водой при охлаждении ее до температуры кристаллизации равно:
Количество теплоты, выделяющейся при кристаллизации воды при температуре кристаллизации, найдем следующим образом:
Количество теплоты, выделяющейся при охлаждении льда, полученного из воды, до температуры теплового равновесия будет равным:
Составим теперь уравнение теплового баланса:
Перепишем его с учетом выражений (1) – (4):
Выразим отсюда начальную температуру льда, находившегося в калориметре до добавления воды:
Подставим данные и найдем численный ответ:
Ответ: – 5 °С.
гость – 12 мая, 2009 – 10:13
В калориметр, где находится вода массой mв = 2,5 кг при температуре tв = 5 °C, помещают кусок льда массой mл = 700 г. Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса льда увеличилась на m = 64 г. Определите начальную температуру льда. Удельная теплоёмкость воды cв = 4200 Дж/(кг • °C) удельная теплоёмкость льда cл = 2100 Дж/(кг • °C), удельная теплота кристаллизации воды λв = 3,35•105 Дж/кг. Потерями теплоты пренебречь.
Задачу дала учительница (школа № 1950, Москва).
Теги:
- теплота
- уравнение теплового баланса
- термодинамика
- задачи с подсказками
- фазовые превращения
- версия для печати
Кусочки тающего льда – это значит, что ваш лед имеет начальную температуру tл0 = 0 С. Надо найти начальную температуру воды в калориметре t. Что происходит? Ясно, что теплая вода отдает свою тепловую энергию на то, чтобы часть льда растаяла. Но в некоторый момент лед перестает таять. Почему? Это значит, что вода в калориметре охладилась до 0 градусов. И в калориметре при 0 С имеются и вода и не растаявшая часть льда. Первоначальная масса воды mв = 0,33 кг. Масса растаявшего льда mл = 0,084 кг. Удельная теплоемкость воды С = 4200 Дж/кг?. Это значит, что для того чтобы нагреть 1 кг воды на 1 градус потребуется тепловой энергии 4200 Дж. При охлаждении 1 кг воды на 1 градус, наоборот, выделится 4200 Дж энергии. Удельная теплота плавления льда Qл = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг.
А что у нас происходит? При охлаждении воды в калориметре от начальной температуры до конечной (0 градусов) выделится Q1 = С*mв*(tв-0) = 4200*0,33*tв = 1386*tв джоулей энергии. Чтобы растаяла часть льда, потребуется энергии Q2 = Qл*mл = 330000*0,084 = 27720 Дж. Составляем уравнение теплового баланса Q1 = Q2. 1386*tв = 27720. Отсюда получаем начальную температуру воды в калориметре tв = 20 градусов.
shes78
+15
Решено
9 лет назад
Физика
5 – 9 классы
Какова начальная температура 800 г льда,если для повышения его температуры до 0С потребоволось увеличить его внутреннюю энергию на 33,6 кДж
Смотреть ответ
1
Ответ
3
(11 оценок)
7
Milalala
9 лет назад
Светило науки – 25 ответов – 219 раз оказано помощи
ΔU = Q
Q = c * m * (t2-t1)
33600 = 0.8 * 2100 (0-t1)
20= 0-t1
t1 = -20 градусов по цельсию
примечание:
с – удельная теплоемкость льда
m – масса льда
t2 – конечная температура
t1 – начальная температура
(11 оценок)
https://vashotvet.com/task/2833133
анна демидова
Знаток
(499),
на голосовании
10 лет назад
какова начальная температура 800 грамм льда если для повышения его температуры до 0 потребовалось увеличить его внутреннюю энергию на 33,6 кДж
Голосование за лучший ответ
Настенька
Мастер
(1607)
10 лет назад
ΔU = Q
Q = c * m * (t2-t1)
33600 = 0.8 * 2100 (0-t1)
20= 0-t1
t1 = -20 градусов по цельсию
примечание:
с – удельная теплоемкость льда
m – масса льда
t2 – конечная температура
t1 – начальная температура
