Яка буде кінцева температура води в калориметрі після того, як у неї буде доданий шматок льоду масою 200

Содержание: Теплопередача. Температура воды после добавления льда

Пояснение: Для решения данной задачи нам понадобятся знания о теплопередаче и изменении температуры при смешении двух тел разной температуры. Перед расчетом кинцевой температуры воды, воспользуемся физическим законом сохранения энергии: количество переданных теплот калориметру и изначальной воде должно быть равным количеству полученной теплоты в конечной системе.
Мы знаем, что теплопотери именно из воды отсутствуют, поэтому переданая теплота будет равна полученной теплоте, теплота меняется согласно формуле:

Q = m * c * ΔT

где Q - полученная или переданная теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Масса воды не изменилась, поэтому можно записать:

Qвода = -Qльда

mводы * cводы * ΔTводы = -mльда * cльда * ΔTльда

Мы знаем, что масса воды равна массе льда, и температуру льда до добавления воды, ΔTльда = 0 - (-20) = 20 градусов.

Теперь мы можем вычислить конечную температуру воды:

mводы * cводы * ΔTводы = -mльда * cльда * ΔTльда

mводы * cводы * ΔTводы = -mльда * cльда * ΔTльда

mводы * cводы * ΔTводы / (mльда * cльда) = -ΔTльда

ΔTводы = -ΔTльда * mльда * cльда / (mводы * cводы)

ΔTводы = -20 * 200 * 2.09 / (200 * 4.18)

ΔTводы ≈ -19.14

Итак, конечная температура воды будет почти равна -19 градусам Цельсия.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, полезно вспомнить определение удельной теплоемкости и формулы для теплопередачи. Также необходимо быть внимательным при расчетах и учесть знаки при перемножении и делении в формуле.

Задача на проверку: В калориметре находится 300 г воды при температуре 20 градусов Цельсия. До какой температуры нужно нагреть калориметр, чтобы вода в нем достигла температуры 60 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г*°C). (Ответ округлите до целых градусов).