Вкалориметре находится вода массой т1 = 400 г при температуре t1 = 5°с. к ней долили еще m2 = 200 г воды с температурой t2 = 10°с и положили m3 = 400 г льда с температурой t3 = –60°c. какая температура установится в калориметре? как изменится количество льда?

решение. решение таких необходимо начинать с числовых оценок количеств теплоты, которыми обмениваются различные   компоненты системы при установлении теплового равновесия. определим вначале количество теплоты, которое может отдать вода при остывании до температуры плавления льда (0°с):

q_1=m_1∙c_в∙t_1+m_2∙c_в∙t_2=16,8 кдж.

количество теплоты, требующееся для нагревания льда до температуры плавления, равно

q_2=m_3∙c_л∙|t_3 |=50,4 кдж.

сравнивая эти величины, видим, что теплоты, отдаваемой водой при остывании, недостаточно для нагревания льда до 0°c. в то же время, количество теплоты, которое может отдать вся вода при замерзании,

q_3=(m_1+m_2 )∙λ=198 кдж,

явно превышает количество теплоты, требующееся для нагревания льда до температуры плавления. следовательно, при установлении теплового равновесия в калориметре вода остынет до 0°c, часть ее замерзнет, и весь лед будет иметь температуру плавления. обозначив через mx массу замерзшей воды, запишем уравнение теплового :

m_x∙λ=q_2-q_1,

откуда

m_x=(q_2-q_1)/λ=(m_3∙c_л∙|t_3 |-m_1∙c_в∙t_1-m_2∙c_в∙t_2)/λ,

m_x=((50,4-16,8)∙〖10〗^3)/(3,3∙〖10〗^5 )=0,102 кг=102 г.

таким образом, после установления теплового равновесия в калориметре образуется смесь воды и льда при нулевой температуре, причем масса льда  

m=m_x+m_1=502 г.

ответ.

m=m_1+(m_3∙c_л∙|t_3 |-m_1∙c_в∙t_1-m_2∙c_в∙t_2)/λ,m=502 г.

129,600

Объяснение:

кожен день збільшується у двічі