Для начала рассчитаем количество теплоты, которое передали воде и льду при установлении теплового равновесия.Количество теплоты, переданное воде⁚
Qвода мвода * Свода * Δтемп
Где мвода ― масса воды, Свода ⏤ удельная теплоемкость воды, Δтемп ― изменение температуры воды.Qвода 0,5 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (темп ― 10°С)
Аналогично, количество теплоты, переданное льду⁚
Qльда мльда * Сльда * Δтемп
Где мльда ⏤ масса льда, Сльда ⏤ удельная теплоемкость льда, Δтемп ⏤ изменение температуры льда.Qльда 50 г * 2100 Дж/(кг·°С) * (темп 10°С)
Поскольку при установлении теплового равновесия количество теплоты, которое передалось воде, равно количеству теплоты, которое передалось льду, можно записать уравнение⁚
Qвода Qльда
0,5 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (темп ⏤ 10°С) 50 г * 2100 Дж/(кг·°С) * (темп 10°С)
Раскрывая скобки и сокращая единицы измерения, получим⁚
2(темп ― 10) (темп 10)
2темп ⏤ 20 темп 10
темп 30°С
Таким образом, температура в калориметре после установления теплового равновесия составит 30°С.Чтобы рассчитать массу льда٫ остающегося в калориметре после установления теплового равновесия٫ можем использовать уравнение⁚
Qylv мльда * λ
Где Qylv ⏤ количество теплоты, необходимое для плавления льда, λ ⏤ удельная теплота плавления льда.Qylv мльда * 340 кДж/кг
Поскольку количество теплоты, переданное льду, равно количеству теплоты, необходимому для плавления льда, можно записать уравнение⁚
Qльда Qylv
50 г * 2100 Дж/(кг·°С) * (30°С 10°С) мльда * 340 кДж/кг
Раскрывая скобки, сокращая единицы измерения и упрощая уравнение, получим⁚
50000 Дж * 40°С мльда * 340 кДж/кг
2000000 кДж мльда * 340 кДж
мльда 2000000 кДж / 340 кДж/кг
мльда ≈ 5882 г
Таким образом, масса льда, оставшегося в калориметре после установления теплового равновесия, составит около 5882 г.