В калориметр, содержащий кусок льда массой mл = 0, 5 кг при температуре tл = -10 °С,

наливают воду массой mв 0,5 кг при

температуре tв 10 °С. Какая температура t (в

градусах Цельсия) установится в калориметре?

Чему равна масса льда m (в граммах) в

калориметре после установления теплового

равновесия? Удельные теплоёмкости воды и

льда: Св = 4200 Дж/(кг. С) и Сл = 2100 Дж/(кг

. C) соответственно. Удельная теплота

плавления льда |\= 340 кДж/кг. Температура

плавления льда t0=0°С. Теплоёмкостью

калориметра пренебречь.

ответ округл

Добрый день! Рассчитаем, какая температура установится в калориметре после установления теплового равновесия.
Для начала посчитаем количество теплоты, которое выделится при охлаждении воды до температуры t, а затем передастся к льду при нагревании до температуры плавления.

1) Определим количество выделившейся теплоты при охлаждении воды.
ΔQ1 = mв * Св * (tв - t)

Где:
mв - масса воды (0,5 кг)
Св - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг. С))
tв - температура воды (10 °С)
t - температура после установления теплового равновесия (неизвестная)

ΔQ1 = 0,5 * 4200 * (10 - t) (1)

2) Затем определим количество теплоты, которое передастся от воды к льду при нагревании льда до температуры плавления.
ΔQ2 = mл * Сл * (t - tл)

Где:
mл - масса льда (0,5 кг)
Сл - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/(кг. С))
t - температура после установления теплового равновесия (неизвестная)
tл - температура льда (-10 °С)

ΔQ2 = 0,5 * 2100 * (t - (-10)) (2)

3) Также учтем, что часть льда начнет плавиться, и для этого нужно учесть энергию плавления.
ΔQ3 = mл * Л

Где:
mл - масса льда (0,5 кг)
Л - удельная теплота плавления льда (340 кДж/кг)

ΔQ3 = 0,5 * 340 (3)

4) В равновесии сумма полученных теплот равна 0:
ΔQ1 + ΔQ2 + ΔQ3 = 0

0,5 * 4200 * (10 - t) + 0,5 * 2100 * (t - (-10)) + 0,5 * 340 = 0

5) Решим полученное уравнение относительно t.

Рассчитаем:

1) 0,5 * 4200 * (10 - t) = 2100 * (t + 10) + 0,5 * 340
2) 2100 * (10 - t) = 2100 * (t + 10) + 340
3) 21000 - 2100t = 2100t + 21000 + 340
4) -4200t = 2140
5) t = -0,51

Таким образом, температура после установления теплового равновесия будет около -0,51 °С.

Теперь рассчитаем массу льда в калориметре после установления теплового равновесия.

m = mл + mв

m = 0,5 + 0,5

m = 1 кг

Таким образом, масса льда в калориметре после установления теплового равновесия будет 1 кг (или 1000 грамм).

Это подробный ответ с пошаговым решением. Если у тебя есть еще вопросы, не стесняйся задавать!