Какова масса льда, опущенного в стакан калориметра, содержащего 10 г воды, чтобы достигнуть теплового равновесия

Тема урока: Масса льда в калориметре

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии.

1. Сначала найдем количество теплоты, которое нужно передать от воды к льду, чтобы достичь теплового равновесия. Для этого мы используем формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры. Поскольку вода переходит в лед при температуре 0 °C, используем разницу температур между начальной температурой воды и температурой плавления льда, то есть ΔT = 30 °C - 0 °C = 30 °C.

2. Поскольку мы пренебрегаем теплоемкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой, количество переданной теплоты от воды к льду равно количеству полученной теплоты льда, так как система находится в изолированном состоянии.

3. Разница в количестве теплоты между водой и льдом определяется удельной теплотой плавления льда, которая составляет 334 Дж/г. То есть Q = m * 334.

4. Установим равенство между полученными выражениями: m * 334 = 10 г * 4,184 Дж/г*С * 30 С. Раскрываем скобки и находим массу льда: m = (10 г * 4,184 Дж/г*С * 30 С) / 334 Дж/г.

5. Подставляем значения и рассчитываем: m = 1,19 г. Ответ округляем до целого числа, поэтому окончательный ответ составляет 1 г.

Дополнительный материал: Ответ: Масса льда, необходимого для достижения теплового равновесия, составляет 1 г.

Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, важно запомнить удельную теплоту плавления льда и удельную теплоемкость воды. Они могут использоваться для решения подобных задач.

Проверочное упражнение: В калориметре находится 50 г воды при температуре 25 °C. Найдите массу льда, которую нужно добавить в калориметр, чтобы достичь теплового равновесия при температуре 10 °C.