Определи сколько воды образовалось в калориметр, если в 340г снега с температурой 0°С опустил железный шар массой 130г с температурой 91°C. Удельная теплота плавления снега равна 3,4 × 10⁵ Дж/кг, удельная теплоёмкость железа - 460 Дж/кг×°С. Ответ округли до сотых
Для решения этой задачи воспользуемся принципом сохранения энергии, который подразумевает, что теплота, переданная шаром, будет использована для плавления снега и нагрева образовавшейся воды.
Посчитаем количество теплоты, которое отдает железный шар: Формула для количества теплоты \( Q \) выглядит так:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( m \) — масса шарика (0,130 кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость железа (460 Дж/(кг·°С)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры шарика (начальная температура шарика 91°C, конечная 0°C, значит \(\Delta T = 91 - 0 = 91\) °C).
Подставим значения:
\[ Q_{шар} = 0,130 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{Дж/(кг·°С)} \cdot 91 \, \text{°C } = 0,130 \cdot 460 \cdot 91 \approx 5447,8 \, \text{Дж} \]
Определим, сколько теплоты требуется для плавления снега: У нас есть 340 г снега, что составляет 0,340 кг. Удельная теплота плавления снега равна \( 3,4 \times 10^5 \) Дж/кг. Теплота, необходимая для плавления снега, рассчитывается по формуле:
\[ Q_{снег} = m \cdot L \]
где:
- \( m \) — масса снега (0,340 кг),
- \( L \) — удельная теплота плавления снега (3,4 × 10⁵ Дж/кг).
Подставим значения:
\[ Q_{снег} = 0,340 \, \text{кг} \cdot 3,4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 115800 \, \text{Дж} \]
Сравним количество теплоты: Железный шар отдает 5447,8 Дж, что недостаточно даже для плавления 1 г снега, так как для этого требуется 340 Дж. Следовательно, вся теплота, отданная шаром, пойдет на плавление снега.
Количество снега, которое сможет расплавиться:
\[ m_{плавленное} = \frac{Q_{шар}}{L} = \frac{5447,8 \, \text{Дж}}{3,4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг}} \approx 0,016 \, \text{кг} = 16 \, \text{г} \]
Итак, ответ будет: В калориметре образуется 16 г воды.
Ответ: 16,00 г.
