Сколько кубиков полностью растопятся, если они опускаются поочередно в калориметр с 1 кг воды, начальной температурой 18 градусов, которая содержит 50 кубиков льда массой 5 г каждый и начальной температурой 0 градусов. Каждый кубик опускается, пока устанавливается тепловое равновесие, и вода не выливается из калориметра. Воде удельная теплоемкость составляет 4,2 кДж/кг·°C, а удельная теплота плавления льда равна 340 кДж/кг. Учитывайте теплоемкость калориметра и теплообмен с его окружением.
Детальное объяснение:
Инструкция: Данная задача связана с тепловыми процессами и переходом вещества из твердого состояния в жидкое. Для ее решения нужно учесть тепловой баланс между поглощением тепла льдом и нагреванием воды.
Итак, у нас есть 50 кубиков льда массой 5 г каждый. Чтобы растопить лед, ему необходимо поглотить тепло, равное произведению массы льда на его удельную теплоту плавления. Таким образом, количество тепла, поглощенного льдом, можно определить по формуле:
Q = масса льда * удельная теплота плавления льда.
В нашем случае масса льда равна 50 кубиков * 5 г/кубик = 250 г. Значение удельной теплоты плавления льда составляет 340 кДж/кг.
Теперь мы знаем все необходимые данные для решения.
Q = 0,250 кг * 340 кДж/кг
Q = 85 кДж
Таким образом, лед поглотит 85 кДж тепла. Важно отметить, что эта задача предполагает идеальные условия, в которых не происходит потери тепла.
Пример использования: Сколько кубиков льда растопится, если в калориметр с 1 кг воды, начальной температурой 18 градусов, опускаются 50 кубиков льда массой 5 г каждый и начальной температурой 0 градусов?
Совет: Для лучшего понимания задачи, полезно знать значения удельной теплоёмкости и удельной теплоты плавления льда, а также уметь работать с формулами для расчета количества поглощенного тепла.
Задание для закрепления: Если вместо 50 кубиков льда в калориметр опустить 100 кубиков льда массой 10 г каждый, какое количество тепла будет поглощено льдом?