Задание EF17544 • СПАДИЛО

Кусок льда, имеющий температуру 0°С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду с температурой 12°С, требуется количество теплоты 80 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 60 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Ответ:

а) 0°С

б) 4°С

в) 6°С

г) 9°С

📜Теория для решения: Фазовые переходы и уравнение теплового баланса

Выберите ответ: а
б
в
г

Посмотреть решение

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.

2.Записать уравнение теплового баланса для первого случая.

3.Вычислить массу льда.

4.Выполнить решение.

Решение

Запишем исходные данные:

• Начальная температура льда: t₀ = 0 ^oC.

• Конечная температура воды в первом случае: t₁ = 12 ^oC.

• Количество теплоты, выделенное электронагревателем в первом случае: Q₁ = 80 кДж.

• Количество теплоты, выделенное электронагревателем во втором случае: Q₂ = 60 кДж.

Составим уравнение теплового баланса для первого случая:

$Q_{1} = λ m + c m t_{1}$

Внимание! Вместо разности температур используется значение только конечной температуры, так как начальная температура равна 0.

Найдем массу льда из уравнения теплового баланса для первого случая. Учтем что:

• Удельная теплоемкость воды: c = 4200 Дж/(кг∙К).

• Удельная теплота плавления льда: λ = 333,5 кДж/(кг∙К).

Отсюда:

Чтобы расплавить кусок льда массой 0,5 кг, нужно затратить следующее количество теплоты:

Лед не расплавится весь, так как ему будет сообщено лишь 60 кДж теплоты. Поэтому в калориметре температура будет равна 0 ^оС.

Ответ: а

Текст: Алиса Никитина, 1.3k 👀