Сколько льда использовалось для охлаждения воды в калориметре с 180 граммами воды при температуре 80 градусов Цельсия, если после достижения теплового равновесия, температура воды составила 50 градусов Цельсия? Ответ округлить до целых чисел.
На лед, имеющий температуру 0 градусов Цельсия, ставят оловянный кубик со стороной 5 см, который находится в кипящей воде. На какую глубину погрузится кубик в лед? Предположить, что всё выделяющееся тепло идёт на плавление льда. Ответ округлить до десятых.
Какое количество теплоты выделится при конденсации и последующем
На лед, имеющий температуру 0 градусов Цельсия, ставят оловянный кубик со стороной 5 см, который находится в кипящей воде. На какую глубину погрузится кубик в лед? Предположить, что всё выделяющееся тепло идёт на плавление льда. Ответ округлить до десятых.
Какое количество теплоты выделится при конденсации и последующем
Vesenniy_Les
окружении охлаждении 1 кг пара, исходя из условия, что конденсация происходит при постоянной температуре 100 градусов Цельсия и образующийся при этом лед остается незатронутым теплом? Ответ округлить до целых чисел.
Давайте рассмотрим первую задачу о количестве использованного льда для охлаждения воды в калориметре. Для этого нам понадобится использовать формулу теплообмена:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
Где:
\(Q\) - количество переданной теплоты
\(m\) - масса вещества
\(c\) - удельная теплоемкость вещества
\(\Delta T\) - изменение температуры
Дано, что масса воды равна 180 граммам, температура воды до охлаждения равна 80 градусов Цельсия, а после охлаждения - 50 градусов Цельсия.
Шаг 1: Рассчитаем количество переданной теплоты при охлаждении воды. Для этого воспользуемся формулой:
\[Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
Где:
\(Q_1\) - количество переданной теплоты
\(m_1\) - масса воды
\(c_1\) - удельная теплоемкость воды (примем значение равным 4,18 Дж/(г·°C) для воды)
\(\Delta T_1\) - изменение температуры воды
Подставляем известные значения:
\[Q_1 = 180 \cdot 4,18 \cdot (80 - 50)\]
Вычисляем:
\[Q_1 = 180 \cdot 4,18 \cdot 30\]
\[Q_1 = 22494\]
Шаг 2: Теперь посчитаем количество переданной теплоты при плавлении льда. Для этого также воспользуемся формулой теплообмена:
\[Q_2 = m_2 \cdot L\]
Где:
\(Q_2\) - количество переданной теплоты
\(m_2\) - масса льда
\(L\) - удельная теплота плавления льда (примем значение равным 334 Дж/г)
Заметим, что масса льда равна массе использованного льда для охлаждения воды. Поэтому \(m_2\) можно сразу подставить:
\[Q_2 = 22494\]
А \(L\) у нас равно 334 Дж/г.
Теперь мы знаем общую теплоту, которая была передана системе:
\[Q = Q_1 + Q_2\]
\[Q = 22494 + 22494\]
\[Q = 44988\]
На этом этапе нам нужно рассчитать массу льда \(m_2\) , используя формулу:
\[m_2 = \frac{Q}{L}\]
Подставляем известные значения:
\[m_2 = \frac{44988}{334}\]
Вычисляем:
\[m_2 = 134,73\]
Ответ: Для охлаждения воды использовалось примерно 135 г льда.
Перейдем ко второй задаче о погружении кубика в лед. Здесь мы предполагаем, что всё выделяющееся тепло идёт на плавление льда.
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
\[Q_{\text{плавление}} = Q_{\text{потеря}}\]
где \(Q_{\text{плавление}}\) - количество выделяющегося тепла при плавлении льда, а \(Q_{\text{потеря}}\) - количество потерянной энергии при погружении кубика.
Определим значение \(Q_{\text{плавление}}\), используя формулу:
\[Q_{\text{плавление}} = m_2 \cdot L\]
Где:
\(m_2\) - масса льда (равна 135 г)
\(L\) - удельная теплота плавления льда (равна 334 Дж/г)
\[Q_{\text{плавление}} = 135 \cdot 334\]
\[Q_{\text{плавление}} = 45090\]
Теперь рассчитаем количество потерянной энергии при погружении кубика. Для этого воспользуемся формулой:
\[Q_{\text{потеря}} = m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3\]
Где:
\(Q_{\text{потеря}}\) - количество потерянной энергии
\(m_3\) - масса кубика (здесь не указана, но можно принять равной 1 кг)
\(c_3\) - удельная теплоемкость кубика (нам неизвестна)
\(\Delta T_3\) - изменение температуры кубика (здесь также не указана, но можно принять равной 100 градусов Цельсия, так как конденсация происходит при этой температуре)
Используя закон сохранения энергии, понимаем, что количество потерянной энергии при погружении кубика равно количеству выделяющегося тепла при плавлении льда:
\[Q_{\text{потеря}} = Q_{\text{плавление}}\]
Подставим известные значения:
\[m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3 = 134,73 \cdot 334\]
Учитывая, что \(\Delta T_3 = 100\) градусов Цельсия, имеем:
\[m_3 \cdot c_3 \cdot 100 = 134,73 \cdot 334\]
Отсюда можем выразить удельную теплоемкость кубика \(c_3\):
\[c_3 = \frac{134,73 \cdot 334}{100 \cdot m_3}\]
Если принять, что масса кубика \(m_3 = 1\) кг, получим:
\[c_3 = \frac{134,73 \cdot 334}{100 \cdot 1}\]
\[c_3 = 45044,42\]
Ответ: При погружении кубика в лед он погрузится на глубину примерно 45,04 см.
Наконец, перейдем к третьей задаче о количестве выделяющейся теплоты при конденсации и последующем охлаждении 1 кг пара. Здесь также у нас есть закон сохранения энергии:
\[Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\]
где \(Q_{\text{конденсация}}\) - количество выделяющейся теплоты при конденсации, а \(Q_{\text{охлаждение}}\) - количество поглощенной энергии при охлаждении.
Дано, что конденсация происходит при постоянной температуре 100 градусов Цельсия.
Рассчитаем количество выделяющейся теплоты при конденсации, используя формулу:
\[Q_{\text{конденсация}} = m_4 \cdot L_v\]
Где:
\(Q_{\text{конденсация}}\) - количество выделяющейся теплоты
\(m_4\) - масса пара (здесь также не указана, но можно принять равной 1 кг)
\(L_v\) - удельная теплота парообразования (нам неизвестна)
Подставим известные значения:
\[Q_{\text{конденсация}} = 1 \cdot L_v\]
Также известно, что тепло, выделяющееся при конденсации, равно теплу, поглощенному при охлаждении:
\[Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\]
Обозначим через \(c_4\) удельную теплоемкость воды:
\[Q_{\text{охлаждение}} = m_4 \cdot c_4 \cdot \Delta T_4\]
Где:
\(Q_{\text{охлаждение}}\) - количество поглощенной энергии
\(c_4\) - удельная теплоемкость воды (примем значение равным 4,18 Дж/(г·°C) для воды охлаждения)
\(\Delta T_4\) - изменение температуры воды
Согласно условию, охлаждение происходит от температуры 100 градусов Цельсия до температуры окружающей среды (примем значение равным 20 градусов Цельсия).
\[Q_{\text{охлаждение}} = 1 \cdot 4,18 \cdot (100 - 20)\]
Вычисляем:
\[Q_{\text{охлаждение}} = 1 \cdot 4,18 \cdot 80\]
\[Q_{\text{охлаждение}} = 334,4\]
Теперь используем равенство \(Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\) и подставляем полученные значения:
\[1 \cdot L_v = 334,4\]
Отсюда можем выразить удельную теплоту парообразования \(L_v\):
\[L_v = 334,4\]
Ответ: При конденсации и последующем охлаждении 1 кг пара выделяется примерно 334 Дж теплоты.
Надеюсь, эти подробные ответы помогли вам разобраться в решении данных задач. Если возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
Давайте рассмотрим первую задачу о количестве использованного льда для охлаждения воды в калориметре. Для этого нам понадобится использовать формулу теплообмена:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
Где:
\(Q\) - количество переданной теплоты
\(m\) - масса вещества
\(c\) - удельная теплоемкость вещества
\(\Delta T\) - изменение температуры
Дано, что масса воды равна 180 граммам, температура воды до охлаждения равна 80 градусов Цельсия, а после охлаждения - 50 градусов Цельсия.
Шаг 1: Рассчитаем количество переданной теплоты при охлаждении воды. Для этого воспользуемся формулой:
\[Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
Где:
\(Q_1\) - количество переданной теплоты
\(m_1\) - масса воды
\(c_1\) - удельная теплоемкость воды (примем значение равным 4,18 Дж/(г·°C) для воды)
\(\Delta T_1\) - изменение температуры воды
Подставляем известные значения:
\[Q_1 = 180 \cdot 4,18 \cdot (80 - 50)\]
Вычисляем:
\[Q_1 = 180 \cdot 4,18 \cdot 30\]
\[Q_1 = 22494\]
Шаг 2: Теперь посчитаем количество переданной теплоты при плавлении льда. Для этого также воспользуемся формулой теплообмена:
\[Q_2 = m_2 \cdot L\]
Где:
\(Q_2\) - количество переданной теплоты
\(m_2\) - масса льда
\(L\) - удельная теплота плавления льда (примем значение равным 334 Дж/г)
Заметим, что масса льда равна массе использованного льда для охлаждения воды. Поэтому \(m_2\) можно сразу подставить:
\[Q_2 = 22494\]
А \(L\) у нас равно 334 Дж/г.
Теперь мы знаем общую теплоту, которая была передана системе:
\[Q = Q_1 + Q_2\]
\[Q = 22494 + 22494\]
\[Q = 44988\]
На этом этапе нам нужно рассчитать массу льда \(m_2\) , используя формулу:
\[m_2 = \frac{Q}{L}\]
Подставляем известные значения:
\[m_2 = \frac{44988}{334}\]
Вычисляем:
\[m_2 = 134,73\]
Ответ: Для охлаждения воды использовалось примерно 135 г льда.
Перейдем ко второй задаче о погружении кубика в лед. Здесь мы предполагаем, что всё выделяющееся тепло идёт на плавление льда.
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
\[Q_{\text{плавление}} = Q_{\text{потеря}}\]
где \(Q_{\text{плавление}}\) - количество выделяющегося тепла при плавлении льда, а \(Q_{\text{потеря}}\) - количество потерянной энергии при погружении кубика.
Определим значение \(Q_{\text{плавление}}\), используя формулу:
\[Q_{\text{плавление}} = m_2 \cdot L\]
Где:
\(m_2\) - масса льда (равна 135 г)
\(L\) - удельная теплота плавления льда (равна 334 Дж/г)
\[Q_{\text{плавление}} = 135 \cdot 334\]
\[Q_{\text{плавление}} = 45090\]
Теперь рассчитаем количество потерянной энергии при погружении кубика. Для этого воспользуемся формулой:
\[Q_{\text{потеря}} = m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3\]
Где:
\(Q_{\text{потеря}}\) - количество потерянной энергии
\(m_3\) - масса кубика (здесь не указана, но можно принять равной 1 кг)
\(c_3\) - удельная теплоемкость кубика (нам неизвестна)
\(\Delta T_3\) - изменение температуры кубика (здесь также не указана, но можно принять равной 100 градусов Цельсия, так как конденсация происходит при этой температуре)
Используя закон сохранения энергии, понимаем, что количество потерянной энергии при погружении кубика равно количеству выделяющегося тепла при плавлении льда:
\[Q_{\text{потеря}} = Q_{\text{плавление}}\]
Подставим известные значения:
\[m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3 = 134,73 \cdot 334\]
Учитывая, что \(\Delta T_3 = 100\) градусов Цельсия, имеем:
\[m_3 \cdot c_3 \cdot 100 = 134,73 \cdot 334\]
Отсюда можем выразить удельную теплоемкость кубика \(c_3\):
\[c_3 = \frac{134,73 \cdot 334}{100 \cdot m_3}\]
Если принять, что масса кубика \(m_3 = 1\) кг, получим:
\[c_3 = \frac{134,73 \cdot 334}{100 \cdot 1}\]
\[c_3 = 45044,42\]
Ответ: При погружении кубика в лед он погрузится на глубину примерно 45,04 см.
Наконец, перейдем к третьей задаче о количестве выделяющейся теплоты при конденсации и последующем охлаждении 1 кг пара. Здесь также у нас есть закон сохранения энергии:
\[Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\]
где \(Q_{\text{конденсация}}\) - количество выделяющейся теплоты при конденсации, а \(Q_{\text{охлаждение}}\) - количество поглощенной энергии при охлаждении.
Дано, что конденсация происходит при постоянной температуре 100 градусов Цельсия.
Рассчитаем количество выделяющейся теплоты при конденсации, используя формулу:
\[Q_{\text{конденсация}} = m_4 \cdot L_v\]
Где:
\(Q_{\text{конденсация}}\) - количество выделяющейся теплоты
\(m_4\) - масса пара (здесь также не указана, но можно принять равной 1 кг)
\(L_v\) - удельная теплота парообразования (нам неизвестна)
Подставим известные значения:
\[Q_{\text{конденсация}} = 1 \cdot L_v\]
Также известно, что тепло, выделяющееся при конденсации, равно теплу, поглощенному при охлаждении:
\[Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\]
Обозначим через \(c_4\) удельную теплоемкость воды:
\[Q_{\text{охлаждение}} = m_4 \cdot c_4 \cdot \Delta T_4\]
Где:
\(Q_{\text{охлаждение}}\) - количество поглощенной энергии
\(c_4\) - удельная теплоемкость воды (примем значение равным 4,18 Дж/(г·°C) для воды охлаждения)
\(\Delta T_4\) - изменение температуры воды
Согласно условию, охлаждение происходит от температуры 100 градусов Цельсия до температуры окружающей среды (примем значение равным 20 градусов Цельсия).
\[Q_{\text{охлаждение}} = 1 \cdot 4,18 \cdot (100 - 20)\]
Вычисляем:
\[Q_{\text{охлаждение}} = 1 \cdot 4,18 \cdot 80\]
\[Q_{\text{охлаждение}} = 334,4\]
Теперь используем равенство \(Q_{\text{конденсация}} = Q_{\text{охлаждение}}\) и подставляем полученные значения:
\[1 \cdot L_v = 334,4\]
Отсюда можем выразить удельную теплоту парообразования \(L_v\):
\[L_v = 334,4\]
Ответ: При конденсации и последующем охлаждении 1 кг пара выделяется примерно 334 Дж теплоты.
Надеюсь, эти подробные ответы помогли вам разобраться в решении данных задач. Если возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
Знаешь ответ?
О проекте
Мы такая же школота как ты ;)
Предметы
Русский язык- Математика
- Геометрия
- Музыка
- История
- Экономика
- Литература
- Алгебра
- Другие предметы
- Физика
- Информатика
- Обществознание
- География
- Немецкий язык
- Химия
- Английский язык
- Психология
- Українська мова
- Окружающий мир
- Биология
- Беларуская мова
- Қазақ тiлi
- Право
- ОБЖ
- Українська література
- МХК
- Французский язык
