В стакан калориметра, содержащий 173 г воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0 °С. Начальная температура калориметра с водой равна 43 °С. После того как весь лед растаял, температура воды и калориметра стала равна 4 °С. Определите массу льда. Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг · °С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Тепло, выделившееся при плавлении льда, равно теплу, поглощенному водой и калориметром.
Сначала найдем количество теплоты, поглощенное водой и калориметром при нагреве от 0 °C до 4 °C. Масса воды равна 173 г, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг · °С), а изменение температуры составляет 4 °С. Подставляя значения в формулу, получаем:
Q = m * c * Δt Q = 0.173 кг * 4200 Дж/(кг · °С) * 4 °С Q = 2894.4 Дж
Тепло, выделившееся при плавлении льда, равно теплоте плавления умноженной на массу льда. Пусть масса льда равна m льда. Подставляя значения, получаем:
Q = m * L 2894.4 Дж = m * 330 кДж/кг m = 2894.4 Дж / (330 кДж/кг) m ≈ 8.77 кг
Таким образом, масса льда составляет около 8.77 кг.
