1.137. Какую температуру имел лед, который был помещен в калориметр с водой при 0 градусах Цельсия, если его масса

1.137. Какую температуру имел лед, который был помещен в калориметр с водой при 0 градусах Цельсия, если его масса увеличилась на 2,1% через некоторое время?
Sverkayuschiy_Dzhentlmen_4796

Sverkayuschiy_Dzhentlmen_4796

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать законы сохранения энергии и массы. Первым шагом будет применение закона сохранения энергии.

Для начала, необходимо понять, какое количество тепла передалось от льда к воде в калориметре. Для этого воспользуемся формулой:

Q=mcΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, и ΔT - изменение температуры.

Заметим, что тепло передается от льда к воде, поэтому в данном случае Q будет отрицательным (потеря энергии льда):

Q=m1c1ΔT1,

где m1 - масса льда, c1 - удельная теплоемкость льда и ΔT1 - изменение температуры льда.

Поскольку мы знаем, что лед был помещен в калориметр с водой, положим, что количество тепла, переданного льду, будет равно количеству тепла, полученному водой:

m1c1ΔT1=m2c2ΔT2,

где m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды и ΔT2 - изменение температуры воды.

Мы знаем, что вода начинается при 0 градусах Цельсия, поэтому ΔT2 будет равняться изменению температуры льда.

Следовательно, уравнение становится:

m1c1ΔT1=m2c2ΔT1.

Теперь мы можем решить это уравнение относительно начальной температуры льда ΔT1:

m1c1=m2c2.

Известно также, что масса льда увеличилась на 2,1% после периода времени, следовательно, можно записать это соотношение:

m1+m10,021=m2.

Подставляя последние два соотношения в уравнение выше:

m1c1=(m1+m10,021)c2,

c1=(1+0,021)c2,

c1=1,021c2.

Теперь найдем удельную теплоемкость льда и воды. Удельная теплоемкость льда c1 равна 2,06 Дж/град, а удельная теплоемкость воды c2 равна 4,18 Дж/град.

Подставляя известные значения, получаем:

2,06=1,0214,18.

Теперь решим это уравнение для определения значения ΔT1:

ΔT1=2,061,0214,18.

Выполняя вычисления, получим значение ΔT10,477.

Таким образом, начальная температура льда ΔT1 составляет приблизительно -0,477 градусов Цельсия.

Пожалуйста, обратите внимание, что результат отрицательный, что указывает на то, что лед имел температуру ниже нуля градусов Цельсия до примешивания его в калориметр с водой.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello