Какую удельную теплоту плавления льда Гриша определил на основе проведенных им экспериментов с льдом и водой

Удельная теплота плавления льда — это количество теплоты, необходимое для плавления единицы массы льда при постоянной температуре и давлении. Для определения удельной теплоты плавления льда Гриша провел ряд экспериментов, используя лед и воду, нагреваемые на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке. Теперь давайте разберемся, каким образом он это сделал и как получил результаты.

1. Сначала Гриша измерил массу льда, который он использовал в эксперименте. Допустим, масса льда составила 100 грамм.

2. Затем Гриша налил некоторое количество воды в алюминиевую кружку и поместил ее на электроплитку.

3. Когда вода нагрелась до определенной температуры, Гриша добавил лед в кружку и закрыл ее.

4. Во время плавления льда, когда все лед превратился в воду, температура внутри кружки не изменилась и оставалась постоянной.

5. Гриша измерил конечную температуру смеси воды и льда. Пусть она составила 10°C.

6. Затем Гриша посчитал количество теплоты, которое необходимо было добавить к испытуемой системе (вода + лед), чтобы ее температура достигла 10°C. Для этого он использовал следующую формулу:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

7. Теперь Гриша знает, что удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г°C) и льда равна 2,09 Дж/(г°C). Поэтому он может разделить количество теплоты, которое необходимо было добавить к системе, на массу льда, чтобы определить удельную теплоту плавления льда:

\[\text{Удельная теплота плавления льда} = \frac{Q}{m}\]

8. Подставим значения:

\[\text{Удельная теплота плавления льда} = \frac{Q}{m} = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{m} = c \cdot \Delta T\]

\[\text{Удельная теплота плавления льда} = 2,09 \, \text{Дж/(г°C)} \cdot (10 - 0)°C = 20,9 \, \text{Дж/г}\]

Итак, Гриша определил, что удельная теплота плавления льда составляет 20,9 Дж/г на основе проведенных экспериментов с использованием льда и воды, нагреваемыми на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке.