В калориметре находится т1= 0,5 кг воды при температуре t1= 10 °С. В воду положили m2 = 1 кг льда при температуре t2 = -30 °С. Какая температура θ °С установится в калориметре, если его теплоемкостью можно пренебречь? С объяснениями
Для решения данной задачи, нужно использовать закон сохранения энергии:
m1 * c1 * (t1 - θ) = m2 * L + m2 * c2 * (t2 - θ),
где m1 - масса воды в калориметре, c1 - удельная теплоемкость воды, t1 - начальная температура воды в калориметре, θ - конечная температура в калориметре, m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда, c2 - удельная теплоемкость льда, t2 - начальная температура льда.
Учитывая, что теплоемкостью калориметра можно пренебречь, тогда m1 * c1 * (t1 - θ) = 0.
Таким образом, уравнение примет вид:
0 = m2 * L + m2 * c2 * (t2 - θ).
Разделим это уравнение на m2:
0 = L + c2 * (t2 - θ).
Теперь решим его относительно θ:
θ = t2 - (L / c2).
Подставим значения:
θ = -30 °С - (334,000 Дж/кг / 2,090 Дж/кг·°С).
Выполняем вычисления:
θ = -30 °С - 159,34 °С.
Таким образом, конечная температура в калориметре будет составлять -189,34 °С.
m1 * c1 * (t1 - θ) = m2 * L + m2 * c2 * (t2 - θ),
где m1 - масса воды в калориметре, c1 - удельная теплоемкость воды, t1 - начальная температура воды в калориметре, θ - конечная температура в калориметре, m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда, c2 - удельная теплоемкость льда, t2 - начальная температура льда.
Учитывая, что теплоемкостью калориметра можно пренебречь, тогда m1 * c1 * (t1 - θ) = 0.
Таким образом, уравнение примет вид:
0 = m2 * L + m2 * c2 * (t2 - θ).
Разделим это уравнение на m2:
0 = L + c2 * (t2 - θ).
Теперь решим его относительно θ:
θ = t2 - (L / c2).
Подставим значения:
θ = -30 °С - (334,000 Дж/кг / 2,090 Дж/кг·°С).
Выполняем вычисления:
θ = -30 °С - 159,34 °С.
Таким образом, конечная температура в калориметре будет составлять -189,34 °С.