Какова масса льда в калориметре после установления теплового равновесия, если воду массой 100г при температуре

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Сначала вычислим количество теплоты, которое перешло от воды к льду после установления теплового равновесия.

Предположим, что масса льда в калориметре равна m граммов. Тогда масса воды, налитой в калориметр, будет равна 100 г - m г.

Теплота, которую отдала вода, равна теплоте, которую поглотил лед:

\(Q_{\text{воды}} = Q_{\text{льда}}\)

Теплота, получаемая или отдаваемая телом, равна произведению массы на теплоёмкость на изменение температуры:

\(Q = mc\Delta T\)

Масса воды, погружённой в калориметр, равна 100 г - m г. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 дж/(кг·°C), а изменение температуры равно \(12^\circ \text{C}\).

Масса льда остаётся такой же, поэтому изменение температуры льда равно \(0^\circ \text{C} - (-5^\circ \text{C}) = 5^\circ \text{C}\). Удельная теплоёмкость льда равна 2100 дж/(кг·°C).

Теперь мы можем записать уравнение:

\((100 - m) \cdot 4200 \cdot 12 = m \cdot 2100 \cdot 5\)

Разрешим это уравнение относительно \(m\):

\((100 - m) \cdot 4200 \cdot 12 = m \cdot 2100 \cdot 5\)

\((100 - m) \cdot 42 = m \cdot 10\)

\(4200 - 42m = 10m\)

\(4200 = 52m\)

\(m = \frac{4200}{52} \approx 80,77 \, \text{г}\)

Таким образом, масса льда в калориметре после установления теплового равновесия составляет примерно 80,77 г.