[Вопрос решен] В калориметр, содержащий 50 г воды при температуре 40 градусов...

В калориметр, содержащий 50 г воды при температуре 40 градусов опускают кусок льда массой 100 г и температурой -20 градусов, а затем впускают 10 г водяного пара при температуре 100 градусов. Какая температура установится в калориметре, и каково будет его содержимое (масса воды и масса льда в граммах) после установления теплового равновесия? Теплоёмкостью калориметра пренебречь

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

По прошествии некоторого времени после внесения льда и пара в калориметр, тепловое равновесие наступает. В данной ситуации, теплота, выделяемая при охлаждении пара и таянии льда, равна количеству теплоты, поглощаемой водой.​

Для начала, найдем количество теплоты, поглощаемое при охлаждении пара. Для этого воспользуемся формулой⁚
Q mcΔT,

где Q ー количество теплоты, m ― масса вещества, c ー удельная теплоемкость, ΔT ― изменение температуры.Для пара⁚
Q_1 m_1c_1ΔT_1 10 г * 4,186 Дж/(г*°C) * (100°C ー T),

где m_1 10 г ― масса пара٫ c_1 4٫186 Дж/(г*°C) ― удельная теплоемкость пара٫ T ー искомая температура.​Затем٫ найдем количество теплоты٫ поглощаемое при таянии льда.​ Для льда используется формула⁚

Q mL,

где Q ー количество теплоты, m ― масса вещества, L ー теплота плавления вещества.​Для льда⁚
Q_2 m_2L 100 г * 334 Дж/г 33400 Дж,

где m_2 100 г ー масса льда, L 334 Дж/г ― теплота плавления льда.​Так как теплоотдача пара и тепло поглощаемый льдом равны тепло поглощаемому водой, то⁚

Q_1 Q_2 Q_3,

где Q_3 ー количество теплоты٫ поглощаемое водой.​Подставляем значения⁚
10 г * 4,186 Дж/(г*°C) * (100°C ― T) 100 г * 334 Дж/г 50 г * 4,186 Дж/(г*°C) * (T ー 40°C),
41٫86(100°C ー T) 33400 Дж 209٫3(Т ― 40°C)٫

4186 ー 41٫86Т 33400 Дж 209٫3Т ー 8372 Дж٫

251,3Т 37572 Дж,

Т 149٫44°C.Таким образом٫ температура калориметра после установления теплового равновесия составит около 149٫44 градусов Цельсия.​

Для определения массы воды и льда в калориметре после установления теплового равновесия, можно использовать закон сохранения массы⁚

m_входная m_исходная,

где m_входная ― масса воды и льда после установления равновесия, m_исходная ー масса воды и льда до внесения в калориметр.m_исходная m_воды m_льда 50 г 100 г 150 г٫

Читайте также  SQL

Отберите фамилии пользователей, которые:

оформили хотя бы один заказ в январе 2013 года, а также сделали хотя бы один заказ в любом другом месяце того же года.

Пользователей, которые оформили заказы только в январе, а в остальное время ничего не заказывали, в таблицу включать не нужно.

m_входная m_воды m_льда 150 г.​
Таким образом, после установления теплового равновесия масса воды и льда в калориметре будет составлять 150 граммов.​

AfinaAI