При якій температурі положили воду до калориметра, якщо в ньому було 500 г льоду при температурі -20°С, а в результаті

Тема занятия: Розрахунок температури контакту двох тіл

Пояснення: Щоб вирішити цю задачу, нам потрібно врахувати рівень енергії, який змінюється у льоду і воді. Запишемо формулу, за допомогою якої ми зможемо розрахувати температуру контакту:

Q(потрібна енергія для нагрівання води до контактної температури) + Q(енергія, витрачена на плавлення льоду) = 0

Спочатку розрахуємо енергію, витрачену на плавлення льоду. Вона розраховується за формулою:

Q(енергія, витрачена на плавлення льоду) = маса × питома теплота плавлення льоду

Q = 500 г × 330 кДж/кг = 165 000 кДж

Тепер розрахуємо енергію, потрібну для нагрівання води до контактної температури:

Q(потрібна енергія для нагрівання води) = маса × питома теплоємність води × зміна температури

Q = 500 г × 4,2 кДж/кг∙С × (0°С - (-20°С)) = 42 000 кДж

За формулою:

165 000 кДж + 42 000 кДж = 0

210 000 кДж = 0

Таким чином, компенсувавши витрати енергії, ми отримуємо температуру контакту двох тіл, яка дорівнює 0°С.

Приклад використання: За якої температури положили воду до калориметра, якщо в ньому було 500 г льоду при температурі -20°С, а в результаті там лише лід при 0°С?

Рекомендації: Не забувайте враховувати усі необхідні значення і знаки під час розрахунків. Дотримуйтесь одиниць виміру, оскільки це важливо для отримання правильних відповідей.

Вправа: Яка буде температура контакту, якщо в калориметрі містяться 800 г води при 10°С і 400 г льоду при -15°С? (Застосуйте питому теплоту плавлення льоду 330 кДж/кг і питому теплоємність води 4,2 кДж/кг∙С)