В калориметре, в котором есть 0,5 килограмма льда при температуре его плавления, добавили определенное количество

В калориметре, в котором есть 0,5 килограмма льда при температуре его плавления, добавили определенное количество кипятка. Когда установилось тепловое равновесие.

Подтвержденное решение:

Содержание: Тепловое равновесие в калориметре

Описание: В данной задаче мы имеем калориметр, в котором есть 0,5 килограмма льда при его температуре плавления (0°C). Мы добавляем кипяток при известной температуре. Задача заключается в том, чтобы определить, при какой температуре установится тепловое равновесие.

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Тепло, которое перейдет от кипятка к льду, должно быть равным теплу, которое поглотит лед, чтобы расплавиться и нагреться до конечной температуры.

1. Сначала найдем количество тепла, необходимое для плавления льда. Это можно вычислить, используя удельную теплоту плавления льда, которая составляет около 334 кДж/кг.

(Q_1 = m_1 cdot L_f), где (m_1) — масса льда (0,5 кг), (L_f) — удельная теплота плавления.

2. Затем найдем количество тепла, переданное кипятком. Мы используем уравнение теплового равновесия:

(Q_2 = m_2 cdot c cdot ΔT), где (m_2) — масса кипятка, (c) — удельная теплоемкость кипятка, (ΔT) — изменение температуры кипятка.

3. Тепло, переданное от кипятка льду, должно быть равным теплу, необходимому для плавления льда:

(Q_1 = Q_2)

Теперь мы можем решить это уравнение и найти (ΔT), что даст нам конечную температуру после установления теплового равновесия.

Пример использования:
Допустим, масса кипятка (m_2) составляет 0,2 кг, а удельная теплоемкость кипятка (c) равна 4,18 кДж/(кг·°C). Мы можем использовать уравнение выше, чтобы найти (ΔT):

(0,5 cdot 334 = 0,2 cdot 4,18 cdot ΔT)

Теперь решим это уравнение для (ΔT), чтобы найти конечную температуру.

Покажи ответ друзьям: