Похожие вопросы
2024-10-22 14:24:28
В стакан калориметра налили 150 г воды. Начальная температура калориметра и воды 55 °C. В эту воду опустили кусок льда, имевшего температуру 0 °C. После того как наступило тепловое равновесие, температура воды в калориметре стала 5 °C. Как определить массу льда? Теплоемкостью калориметра пренебречь.
Физика 9 класс Теплообмен и калориметрия физика 9 класс калориметр масса льда теплообмен температура тепловое равновесие расчет задачи по физике Теплоёмкость вода лёд температура воды начальная температура конечная температура
2024-10-22 14:24:29
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, переданное одной частью системы, равно количеству теплоты, полученному другой частью системы. В данном случае, теплота, которую вода теряет, равна теплоте, которую лед получает.
Обозначим массу льда через m. Мы знаем, что:
- Масса воды в калориметре: mвода = 150 г
- Начальная температура воды: Tвода, нач = 55 °C
- Конечная температура воды: Tвода, конеч = 5 °C
- Температура льда: Tлед = 0 °C
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, потерянное водой:
- Сначала найдем изменение температуры воды: ΔTвода = Tвода, нач - Tвода, конеч = 55 °C - 5 °C = 50 °C
- Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, потерянное водой: Qвода = mвода * cвода * ΔTвода
- где cвода = 4,18 Дж/(г·°C) - удельная теплоемкость воды.
Теперь найдем количество теплоты, которое лед получает для плавления и послед heating:
- Количество теплоты, необходимое для плавления льда: Qплавление = m * Lплавления
- где Lплавления = 334 Дж/г - удельная теплота плавления льда.
- Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 °C до 5 °C: Qнагрев = m * cвода * ΔTнагрев
- где ΔTнагрев = 5 °C - изменение температуры льда после плавления.
Общее количество теплоты, полученное льдом:
Qлед = Qплавление + Qнагрев = m * Lплавления + m * cвода * ΔTнагревТеперь мы можем приравнять количество теплоты, потерянное водой, к количеству теплоты, полученному льдом:
Qвода = QледПодставим значения:
31350 Дж = m * 334 Дж/г + m * 4,18 Дж/(г·°C) * 5 °CУпростим уравнение:
31350 Дж = m * (334 + 20,9) Дж/г 31350 Дж = m * 354,9 Дж/гТеперь найдем массу льда:
m = 31350 Дж / 354,9 Дж/г ≈ 88,3 гТаким образом, масса льда составляет примерно 88,3 грамма.
