У сталевому калориметрі масою 300 г міститься лід за температури лориметр впускають 100 г водяної пари, температура якої дорівнює 100 °С. Після завершення теплообміну в калориметрі встановилася температура 5 °С. Визнач початкову масу льоду.
Ответы
Ответ:
Для вирішення цього завдання можемо використати принцип збереження енергії та тепловий баланс.
Енергія, яку отримав система, рівна енергії, яку вона втратила:
\[ Q_{\text{входу}} = Q_{\text{виходу}} \]
Запишемо тепловий баланс:
\[ m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot L_f = m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3 \]
де:
- \( m_1 \) - маса води (градусник)
- \( c_1 \) - питома теплоємність води
- \( \Delta T_1 \) - зміна температури води (початкова - кінцева)
- \( m_2 \) - маса льоду
- \( L_f \) - теплота плавлення льоду
- \( m_3 \) - маса води (пара)
- \( c_3 \) - питома теплоємність води
- \( \Delta T_3 \) - зміна температури води (пара)
Для початкової температури льоду беремо \( T_1 = 0^\circ C \), для температури води - \( T_3 = 100^\circ C \), а кінцева температура після теплообміну - \( T_2 = 5^\circ C \).
Підставимо відомі значення і вирішимо рівняння відносно \( m_2 \) (маса льоду).