У калориметр ,де містився лід масою 2 кг за температури 0° С, налили воду з температурою 52°С. Якою була її маса, якщо весь лід розтанув і в калориметрі встановилась температура 0° С ?
Ответы
Ответ:
Для розв'язання цієї задачі можна використати принцип збереження енергії та теплопередачі. Коли лід розтає, вся його теплота переходить до води і призводить до підняття її температури.
Теплота, яку отримує вода, може бути визначена як
�
=
�
�
Δ
�
Q=mcΔT, де:
�
m - маса води,
�
c - специфічна теплоємність води,
Δ
�
ΔT - зміна температури.
У даному випадку вода нагрівається від 0°C до 52°C, отже,
Δ
�
=
52
°
�
ΔT=52°C.
Теплота, яку виділяє лід при розтануванні, також може бути визначена як
�
=
�
�
Q=mL, де:
�
m - маса льоду,
�
L - теплота плавлення льоду.
Оскільки весь лід розтає і вода піднімається в температурі, ці теплоти повинні бути рівні:
�
�
Δ
�
=
�
�
mcΔT=mL
Знаючи, що маса льоду
�
=
2
кг
m=2кг, теплота плавлення льоду
�
≈
334
кДж/кг
L≈334кДж/кг, а зміна температури води
Δ
�
=
52
°
�
ΔT=52°C, ми можемо визначити масу води
�
m:
2
�
×
52
=
2
×
334
2c×52=2×334
104
�
=
668
104c=668
�
≈
6
,
423
кДж/кг°C
c≈6,423кДж/кг°C
Тепер можемо визначити масу води:
�
�
Δ
�
=
�
×
6
,
423
×
52
mcΔT=m×6,423×52
2
×
6
,
423
×
52
≈
668
кг
2×6,423×52≈668кг
Отже, маса води, яку додали до калориметра, була приблизно
668
кг
668кг.
Объяснение: