В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20 °С, в калориметре установилось тепловое…
В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20 °С, в калориметре установилось тепловое равновесие при -2 °C? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии теплоты. При смешивании льда и воды до установления теплового равновесия тепловые энергии обоих составляющих равны.
Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления 0 °C: Q1 = m1 * c1 * ΔT1 Где: m1 - масса льда = 1 кг c1 - удельная теплоемкость льда = 2100 Дж/(кг*°C) (при температуре ниже 0 °C) ΔT1 - изменение температуры льда = T1 - 0 T1 - температура льда
Далее, найдем количество теплоты для нагревания воды от 20 °C до 0 °C: Q2 = m2 * c2 * ΔT2 Где: m2 - масса воды = 0.015 кг c2 - удельная теплоемкость воды = 4186 Дж/(кг*°C) ΔT2 - изменение температуры воды = 0 - 20
Так как после смешивания установилось тепловое равновесие при -2 °C, теплоты Q1 и Q2 равны. Q1 = Q2
После решения уравнения и подстановки известных значений, можно найти температуру льда T1.
