С физикой помогите, ребят ;) В медном стакане калориметра массой 200 г, который содержит 150 г воды, опустили кусок льда при температуре 0 °С. Начальная температура калориметра с водой составляет 25 °С. Когда весь лед растаял, температура воды и калориметра стала равной 5 °С. Как можно определить массу льда? Удельная теплоемкость меди 390 Дж/кг ∙ °С, удельная теплоемкость воды 4,2 к Дж/кг ∙ °С, удельная теплота плавления льда 333 кДж/кг. Ответ запишите в граммах.

Физика 9 класс Теплообмен и калориметрия масса льда калориметр удельная теплоёмкость теплообмен физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что сумма теплоты, полученной одним телом, равна сумме теплоты, отданной другим телом. В нашем случае это означает, что теплота, которую теряют калориметр и вода, равна теплоте, которую получает лед для плавления и нагрева.

Давайте разберем шаги решения:

1. Определим данные:

   • Масса калориметра (м_мед) = 200 г = 0,2 кг
   • Масса воды (м_вода) = 150 г = 0,15 кг
   • Начальная температура калориметра с водой (Т_нач) = 25 °С
   • Конечная температура (Т_кон) = 5 °С
   • Удельная теплоемкость меди (c_мед) = 390 Дж/(кг∙°С)
   • Удельная теплоемкость воды (c_вода) = 4,2 кДж/(кг∙°С) = 4200 Дж/(кг∙°С)
   • Удельная теплота плавления льда (L) = 333 кДж/кг = 333000 Дж/кг
   • Масса льда (м_лед) = ?

2. Найдём количество теплоты, отданное калориметром и водой:

   • Теплота, отданная медным стаканом: Q_мед = м_мед c_мед (Т_нач - Т_кон) Q_мед = 0,2 390 (25 - 5) = 0,2 390 20 = 1560 Дж

   • Теплота, отданная водой: Q_вода = м_вода c_вода (Т_нач - Т_кон) Q_вода = 0,15 4200 (25 - 5) = 0,15 4200 20 = 12600 Дж

   • Общая теплота, отданная калориметром и водой: Q_отданное = Q_мед + Q_вода = 1560 + 12600 = 14160 Дж

3. Найдём количество теплоты, полученной льдом:

   • Лед сначала плавится, а затем нагревается до конечной температуры.

   • Теплота, необходимая для плавления льда: Q_плавление = м_лед * L

   • Теплота, необходимая для нагрева воды от льда до конечной температуры: Q_нагрев = м_лед c_вода (Т_кон - 0) Q_нагрев = м_лед 4200 (5 - 0) = м_лед * 21000 Дж

   • Общая теплота, полученная льдом: Q_полученное = Q_плавление + Q_нагрев Q_полученное = м_лед 333000 + м_лед 21000 = м_лед (333000 + 21000) = м_лед 354000 Дж

4. Составим уравнение:

   • По закону сохранения энергии: Q_отданное = Q_полученное 14160 = м_лед * 354000

5. Решим уравнение для нахождения массы льда:

   • м_лед = 14160 / 354000 ≈ 0,0400 кг

6. Переведем массу льда в граммы:

   • м_лед = 0,0400 кг * 1000 г/кг = 40 г

Таким образом, масса льда составляет 40 грамм.