Вкалориметр, содержащий 1 л воды при температуре 40с, опускают 20 грамм льда при температуре 0с. какая температура установится в калориметре?

Добрый день!

Для решения данной задачи мы должны использовать закон сохранения энергии, согласно которому тепловая энергия, переданная или полученная телом, должна быть равна изменению его внутренней энергии.

В нашем случае, вода в калориметре получит тепло от льда до тех пор, пока они не достигнут одной и той же температуры. Мы можем использовать формулу:

Qвода + Qльда = 0,

где Qвода - тепловая энергия, полученная водой, и Qльда - тепловая энергия, потерянная льдом.

Тепловая энергия, полученная водой, можно выразить через массу воды (mвода), теплоемкость воды (cвода) и изменение ее температуры (ΔTвода). Аналогично, тепловая энергия, потерянная льдом, может быть выражена через массу льда (mльда), теплоемкость льда (cльда) и изменение его температуры (ΔTльда).

Масса воды (mвода) равна 1000 граммам, так как объем воды равен 1 литру, а плотность воды равна 1 г/мл.

Теплоемкость воды (cвода) составляет 4.18 Дж/г*°C.

Теплоемкость льда (cльда) равна 2.09 Дж/г*°C.

Теперь мы можем записать уравнение:

mвода * cвода * ΔTвода + mльда * cльда * ΔTльда = 0.

Значение ΔTльда в данной задаче равно -40°C, так как лед превращается в воду при такой температуре.

Теперь мы можем подставить все известные значения в уравнение и найти неизвестное значение ΔTвода:

1000 г * 4.18 Дж/г*°C * ΔTвода + 20 г * 2.09 Дж/г*°C * (-40°C) = 0.

2000 Дж/°C * ΔTвода - 1664 Дж/°C = 0.

2000 Дж/°C * ΔTвода = 1664 Дж/°C.

ΔTвода = 1664 Дж/°C / 2000 Дж/°C.

ΔTвода = 0.832°C.

Таким образом, температура, установившаяся в калориметре, будет 0°C - 0.832°C = -0.832°C или округлим до -1°C.

Итак, температура в калориметре после погружения льда составит около -1°C.