Question

у калориметрi знаходиться лід масою 3 кг при температурі
-20 °С. Якою стане температура у калориметрі, якщо в нього по-
містити нагрівач, що передасть речовинi кiлькiсть теплоти 63 кДж
з поясненням ​

Answer 1

Ответ:

Для розв'язання цієї задачі скористаємося законом збереження енергії. Він говорить, що кількість теплоти, яку поглине система, дорівнює кількості теплоти, яку виділить система.

У даній задачі системою є калориметр і лід в ньому, а нагрівач є зовнішнім джерелом енергії. Кількість теплоти, яку поглине система, дорівнює кількості теплоти, яку виділить нагрівач.

Кількість теплоти, яку поглине система, можна виразити через масу і теплоємність льоду, а також зміну температури:

Q = m * c * ΔT,

де Q - кількість теплоти, m - маса льоду, c - теплоємність льоду, ΔT - зміна температури.

Теплоємність льоду дорівнює 2,09 кДж/(кг·К). За умовою задачі, маса льоду дорівнює 3 кг, а температура льоду становить -20 °С. Тому кількість теплоти, яку поглине система, можна обчислити так:

Q = 3 кг * 2,09 кДж/(кг·К) * (T - (-20 °C)),

де T - температура, до якої нагріється лід.

Кількість теплоти, яку виділить нагрівач, дорівнює 63 кДж. Отже, за законом збереження енергії:

Q = 63 кДж.

Підставляючи значення Q, ми можемо знайти температуру, до якої нагріється лід:

3 кг * 2,09 кДж/(кг·К) * (T - (-20 °C)) = 63 кДж,

6,27 кДж/(К) * (T + 20 °C) = 63 кДж,

T + 20 °C = 63 кДж / 6,27 кДж/(К),

T + 20 °C = 10 К,

T = -10 °C.

Отже,

Температура в калориметрі після додавання нагрівача і передачі йому кількості теплоти 63 кДж становитиме -10 °C.