Какова начальная масса воды в калориметре, если в него бросают кусочки тающего льда, и в какой-то момент эти кусочки перестают таять? Известно, что в конце процесса масса воды увеличилась на 84 г, а ее первоначальная температура составляла 20 °С. Ответ дайте в килограммах.

Физика 8 класс Теплопередача начальная масса воды калориметр тающий лед масса воды температура воды физика 8 класс расчет массы термодинамика теплообмен физические процессы Новый

Для решения задачи необходимо понять, что происходит в калориметре, когда в него бросают кусочки льда. Когда лед попадает в воду, он начинает таять, и для этого процесса требуется определенное количество тепла. Это тепло берется из самой воды, которая находится в калориметре.

Давайте рассмотрим последовательность действий:

1. Определим, сколько льда было добавлено. Мы знаем, что в конце процесса масса воды увеличилась на 84 г. Это означает, что 84 г льда полностью растаяли и превратились в воду.
2. Посчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда. Для плавления 1 г льда требуется 334 Дж. Следовательно, для 84 г льда потребуется:
• Q = 84 г * 334 Дж/г = 28056 Дж
3. Теперь определим, сколько тепла отдала вода в калориметре. Вода отошла от своей первоначальной температуры до температуры, при которой лед перестал таять. Мы не знаем, сколько именно градусов это произошло, но можем предположить, что температура воды осталась на уровне 0 °С, когда лед перестал таять.
4. Запишем уравнение теплового баланса:
• Тепло, отданное водой = Тепло, полученное льдом
• m * c * (T_initial - T_final) = Q
• где m - начальная масса воды, c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.18 Дж/(г·°С)), T_initial - начальная температура воды, T_final - конечная температура (предположим, что она 0 °С).
5. Подставим известные значения:
• m * 4.18 Дж/(г·°С) * (20 °С - 0 °С) = 28056 Дж
6. Решим уравнение:
• m * 4.18 * 20 = 28056
• m * 83.6 = 28056
• m = 28056 / 83.6 ≈ 335 г

Теперь переведем массу из граммов в килограммы:

• 335 г = 0.335 кг

Ответ: Начальная масса воды в калориметре составила 0.335 кг.