[Вопрос решен] В калориметр, содержащий воду массой т, при температуре в₁ = 10°С,...

В калориметр, содержащий воду массой т, при температуре в₁ = 10°С, положили кусок льда массой т₂ = 0,5 кг при температуре ₂ = -20°С. После установления теплового равновесия в калориметре образовался лёд массой М 0,4 кг. Найдите исходную массу воды 1. Удельная теплоемкость воды С₁ = 4,2 кДж/(кг °С), удельная теплоемкость льда С₂ = 2,1 кДж/(кг °С), удельная теплота плавления льда Х = 0,33 МДж/кг. Теплоемкость калориметра не учитывайте. Ответ выразите в килограммах и округлите до сотых.

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

Я решил эксперимент, чтобы найти исходную массу воды в калориметре; У меня был калориметр, в котором была вода массой т и лед массой 0,5 кг.​ Вода имела начальную температуру в₁ 10°С, а лед -20°С.​ Я добавил лед в калориметр и дал ему время достичь теплового равновесия. После этого образовался лед массой М 0,4 кг.​

Для решения этой задачи необходимо учитывать потери и поглощение тепла. Сначала я вычислил количество тепла, которое нужно для нагревания льда до температуры плавления.​ Удельная теплоемкость льда С₂ 2,1 кДж/(кг °С), поэтому тепло, необходимое для нагревания льда, можно вычислить по формуле⁚

Q₁ С₂ * т₂ * (0 — (-20)) 2,1 * 0,5 * 20 21 кДж.Затем я вычислил количество тепла, которое нужно для плавления льда.​ Удельная теплота плавления льда Х 0,33 МДж/кг.​ Следовательно, потребуется⁚

Q₂ Х * М 0,33 * 0,4 0,132 МДж 132 кДж.​Зная эти значения, я вычислил количество тепла, которое выделилось при охлаждении воды и подогреве льда⁚

Qвыд Q₁ Q₂ 21 132 153 кДж.​Зная٫ что удельная теплоемкость воды С₁ 4٫2 кДж/(кг °С)٫ и зная разницу в температурах٫ я вычислил количество тепла٫ которое поглотила вода⁚

Qпогл С₁ * т * (0,4 — 10) 4,2 * т * (-9,6) -40,32т кДж.Теперь я могу найти исходную массу воды. Используя закон сохранения энергии, могу написать следующее уравнение⁚

Qвд Qлд Qпогл,

153 (-40,32т) 0.​Теперь я могу решить это уравнение и найти значение массы воды⁚

т 153 / 40٫32 ≈ 3٫8 кг.​
Таким образом, исходная масса воды в калориметре составляет около 3,8 кг.​

Читайте также  Информационный объём графического растрового изображения 25200 бит. Найди ширину изображения, если известно, что высота равна 120 пикселей, а палитра содержит 40 цветов.
AfinaAI