Задание EF17544

ЕГЭ▿повышенный уровень сложности▿ФИПИ(17544)

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

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:

Q1=λm+cmt1

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

Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF | Просмотров: 14 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *