[Вопрос решен] В калориметр, содержащий 350 г льда при температуре -10 °С. добавили...

В калориметр, содержащий 350 г льда при температуре -10 °С. добавили 3 кг воды. После установления теплового равновесия в калориметре оказалась вода при температуре 5°С. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

а) Какое количество теплоты поглощает лёд, нагреваясь до темпе- ратуры плавления?

б) Какое количество теплоты поглощает лёд в начальном состоянии для превращения в воду в конечном состоянии?

в) Чему равна начальная температура воды?

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

Привет!​ В этой статье я расскажу о моем опыте с калориметром и расчетом количества поглощаемой теплоты в различных состояниях.​ В данном случае мы имеем калориметр, в котором содержится 350 г льда при температуре -10 °С, и в которой мы добавляем 3 кг воды.​ После установления теплового равновесия в калориметре оказалась вода при температуре 5 °С.​ Удельная теплота плавления льда составляет 330 кДж/кг.

а) Для начала, давайте рассчитаем, сколько теплоты поглотил лёд, чтобы нагреться до температуры плавления.​ При этом мы знаем, что масса льда равна 350 г.​

Используя формулу для расчета теплоты, мы можем записать⁚

Q m * c * ΔT

Где⁚ Q ⎯ количество поглощаемой теплоты, m ౼ масса вещества, c ౼ удельная теплоемкость, ΔT ౼ изменение температуры.​

В данном случае, ΔT 0 ౼ (-10) 10 °С٫ так как лёд нагревается до температуры плавления.​

Теперь, подставив известные значения в формулу, получим⁚

Q 0.​35 кг * 2.​09 кДж/кг °С * 10 °С 7.​315 кДж.

Таким образом, лёд поглощает около 7.​315 кДж теплоты, чтобы нагреться до температуры плавления.​

б) Теперь перейдем к расчету количества теплоты, которое поглощает лёд, чтобы превратиться в воду при температуре плавления.​ В данном случае, мы знаем массу льда (350 г) и удельную теплоту плавления (330 кДж/кг).​

Используя формулу⁚

Q m * L

Где⁚ Q ౼ количество поглощаемой теплоты, m ⎯ масса вещества, L ౼ удельная теплота плавления.​

Подставляя значения, получим⁚

Q 0.35 кг * 330 кДж/кг 115.​5 кДж.​

Таким образом, лёд поглощает около 115.​5 кДж теплоты, чтобы превратиться в воду при температуре плавления.

в) Теперь давайте найдем начальную температуру воды в калориметре. Мы знаем, что после установления теплового равновесия температура воды стала 5 °C.​

Используя формулу⁚

Q m * c * ΔT

где Q ⎯ количество поглощаемой теплоты, m ⎯ масса вещества, c ⎯ удельная теплоемкость, ΔT ⎯ изменение температуры.​

Читайте также  вычислить объём водорода необходимого для реакции с 30 л азота

Заметим, что в этом случае мы не знаем начальную температуру воды, но мы можем рассчитать количество поглощаемой теплоты.​

Q (m1 * c1 * ΔT1) (m2 * c2 * ΔT2)

Где m1, c1, ΔT1 ⎯ масса, удельная теплоемкость и изменение температуры льда, а m2, c2, ΔT2 ⎯ масса, удельная теплоемкость и изменение температуры воды.​

Подставляя значения, получим⁚

7.​315 кДж (0.35 кг * 2.​09 кДж/кг °С * (5 °C ⎯ (-10) °C)) (3 кг * 4.​18 кДж/кг °С * (5 °C ౼ T))

где T ⎯ начальная температура воды.​

Решая это уравнение, мы найдем, что начальная температура воды составляет примерно 18.8 °C.​

AfinaAI