Какой объем воды образовался в калориметре, когда весом 423 г. был снижен на железный шар весом 281 г. при температуре

Для решения данной задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии и теплоты. Давайте приступим к решению!

Шаг 1: Посчитаем количество теплоты, которое выделилось при охлаждении железного шара до температуры 0°C.

Мы знаем, что формула для расчета количества теплоты, выделяющейся или поглощаемой при изменении температуры, имеет следующий вид:

\( Q = mc\Delta T \),

где Q - количество теплоты (в джоулях),
m - масса (в килограммах),
c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Таким образом, для нашей задачи:

масса железного шара, \( m_1 = 281 \) грамм = 0,281 кг,

температура начальная, \( T_1 = 81 \)°C,

температура конечная, \( T_2 = 0 \)°C,

удельная теплоемкость железа, \( c_{\text{железа}} = 460 \) Дж/кг × °C.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\( Q_1 = m_1c_{\text{железа}}(T_1 - T_2) \).

Шаг 2: Посчитаем теплоту плавления снега, которая поглощается при нагревании снега до 0°C и его последующем плавлении.

Удельная теплота плавления снега равна \( Q_2 = 3,4 \times 10^5 \) Дж/кг.

Масса снега, который плавится, равна массе воды, образовавшейся в калориметре, поэтому \( m_2 = m_{\text{воды в калориметре}} \).

Шаг 3: Рассчитаем общее количество теплоты, выделившейся в системе.

Так как система изолирована, то тепловая энергия, выделившаяся при охлаждении железного шара, будет поглощена плавлением снега:

\( Q_1 = Q_2 \).

Подставляя значения в уравнение, получаем:

\( m_1c_{\text{железа}}(T_1 - T_2) = m_2Q_2 \).

Шаг 4: Рассчитаем массу воды, образовавшейся в калориметре.

Выразим \( m_2 \):

\( m_2 = \frac{{m_1c_{\text{железа}}(T_1 - T_2)}}{{Q_2}} \).

Подставляя значения, получаем:

\( m_2 = \frac{{0,281 \times 460 \times (81 - 0)}}{{3,4 \times 10^5}} \) кг.

Вычисляем результат:

\( m_2 ≈ 0,000351435 \) кг.

Чтобы получить ответ в граммах, умножим массу на 1000:

\( m_2 ≈ 0,351435 \) г.

Ответ: округлим до целого числа, получаем, что в калориметре образовался примерно 0 грамм воды.