Какая температура (t3) установилась в калориметре после добавления 200 г льда при температуре 0 градусов в состоянии

Содержание: Теплопередача и состояние равновесия

Разъяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда лед плавится, он поглощает тепло из окружающей среды, поэтому потери тепла из калориметра будут равны полученному теплу.

Удельная теплота плавления льда (L) - это количество теплоты, необходимое для плавления единицы массы льда при постоянной температуре. В данной задаче удельная теплота плавления льда равна 33 Дж/кг.

Удельная теплоемкость льда (c) - это количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы льда на 1 градус Цельсия. Удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/кг∙°C.

Тепло, переданное калориметру, можно выразить следующим образом:
Q1 = m1 * c * (t1 - t2),

где Q1 - количество тепла переданного льду (200 г),
m1 - масса льда (200 г),
t1 - начальная температура льда (0 градусов),
t2 - конечная температура льда.

Тепло, переданное льду во время плавления, можно найти, используя удельную теплоту плавления:
Q2 = m2 * L,

где Q2 - количество тепла переданного льду во время плавления,
m2 - масса льда (100 г),
L - удельная теплота плавления льда (33 Дж/кг).

Исходя из условия задачи, всё тепло было передано от калориметра льду:
Q1 + Q2 = 100 кДж.

Мы можем также представить массу льда в граммах вместо килограммов, чтобы упростить расчеты.

Давайте решим эту задачу.

Например:
Мы имеем 200 г льда при температуре 0 градусов и начальную температуру -10 градусов для 100 г льда. В калориметре было сообщено 100 кДж тепла.
Теплообменом содержимого калориметра с окружающей средой и теплоемкостью калориметра можно пренебречь.

Совет: В данной задаче важно следить за единицами измерения и правильно выбрать их при решении уравнений. Обращайте внимание на знаки, чтобы не допустить ошибки.

Задача на проверку: Если бы вместо 200 г льда при температуре 0 градусов, в калориметр добавили 300 г льда при температуре -5 градусов, какая температура установилась бы в калориметре? (Удельная теплоемкость и удельная теплота плавления льда такие же).