Какая масса льда была опущена в медный стакан калориметра массой 200 г, содержащего 200 г воды, если начальная

Тема: Подсчет количества льда, опущенного в калориметр

Описание:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда лед плавится и превращается в воду при постоянной температуре, он поглощает тепло от воды в калориметре. Найдем количество тепла, поглощенного льдом и равное теплу, отданному воде в калориметре.

Сначала найдем количество тепла, отданного воде, используя формулу:
Q_вода = m_вода × C_вода × ΔT_вода.
Где m_вода - масса воды в калориметре, равная 200 г, C_вода - удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/(кг·К), и ΔT_вода - изменение температуры воды, равное разнице между начальной (30 °C) и конечной (5 °C) температурой воды.

Теперь найдем количество тепла, которое поглощает лед при плавлении, используя формулу:
Q_лед = m_лед × Q_плавления.
Где m_лед - масса льда, которую мы хотим найти, а Q_плавления - удельная теплота плавления льда, равная 330 кДж/кг.

Так как тепло, отданное воде, равно теплу, поглощенному льдом, мы можем записать уравнение:
Q_вода = Q_лед.

Из этого уравнения мы можем выразить массу льда:
m_лед = Q_вода / Q_плавления.

Подставив значения в формулу, получим:
m_лед = (m_вода × C_вода × ΔT_вода) / Q_плавления.
После подстановки всех значений и выполнения вычислений получим конечный ответ.

Дополнительный материал:
Дано: масса воды (m_вода) = 200 г, начальная температура (T_начальная) = 30 °C, конечная температура (T_конечная) = 5 °C, удельная теплоемкость воды (C_вода) = 4200 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда (Q_плавления) = 330 кДж/кг.

Решение:
ΔT_вода = T_начальная - T_конечная
ΔT_вода = 30 °C - 5 °C
ΔT_вода = 25 °C

m_лед = (m_вода × C_вода × ΔT_вода) / Q_плавления
m_лед = (200 г × 4200 Дж/(кг·К) × 25 °C) / 330 кДж/кг
m_лед = 315 г

Ответ: Масса льда, опущенного в калориметр, равна 315 г.

Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, помните, что при плавлении лед поглощает тепло от воды и изменяется температура воды. Удельная теплота плавления льда означает количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы он превратился в воду при постоянной температуре.

Задача на проверку:
В калориметр массой 300 г, содержащий 250 г воды при начальной температуре 35 °C, погрузили 200 г горячего металла. После установления теплового равновесия температура смеси стала равной 45 °C. Найдите начальную температуру горячего металла. (Удельная теплоемкость металла равна 480 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·К))