Чтобы решить задачу, давайте рассмотрим все известные параметры и используем закон сохранения энергии. Мы знаем, что количество тепла, потерянное водой, равно количеству тепла, полученному нафталином.
Данные:
Масса воды (m_в) = 500 г = 0.5 кг
Начальная температура воды (T_в,нач) = 95 °C
Конечная температура воды (T_в,кон) = 80 °C
Удельная теплоемкость воды (c_в) = 4200 Дж/(кг·°C)
Температура нафталина (T_н,нач) = 80 °C (первоначальная температура перед плавлением)
Удельная теплота плавления нафталина (λ) = 150 кДж/кг = 150000 Дж/кг
Рассчитаем количество теплоты, которое теряет вода: \[ Q_{в} = m_{в} \cdot c_{в} \cdot (T_{в,нач} - T_{в,кон}) \] \[ Q_{в} = 0.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (95°C - 80°C) \] \[ Q_{в} = 0.5 \cdot 4200 \cdot 15 = 31500 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем, сколько граммов нафталина плавится: Обозначим массу нафталина как m_н (в кг). Количество теплоты, полученное нафталином (который полностью расплавился), можно записать следующим образом: \[ Q_{н} = m_{н} \cdot λ \]
Итак, у нас есть уравнение сохранения энергии: \[ Q_{в} = Q_{н} \] \[ 31500 \, \text{Дж} = m_{н} \cdot 150000 \, \text{Дж/кг} \] \[ m_{н} = \frac{31500}{150000} = 0.21 \, \text{кг} \]
Переведем массу нафталина в граммы: \[ m_{н} = 0.21 \, \text{кг} = 210 \, \text{г} \]
Таким образом, в сосуде находилось 210 грамм нафталина.
