Какова масса льда, если в стакан калориметра, содержащий 177 г воды, опущен кусок льда с температурой 0°C? Начальная
Какова масса льда, если в стакан калориметра, содержащий 177 г воды, опущен кусок льда с температурой 0°C? Начальная температура калориметра с водой равна 45°C. После полного таяния льда температура воды и калориметра стала 5°C. Пожалуйста, определите массу льда. В данной задаче предположим, что теплоемкость калориметра не учитывается. Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг*°C), а удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг.
Lvica 16
Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество полученного тепла равно количеству отданного тепла.Первым шагом определим количество полученного тепла. В данном случае, тепло передается от льда к воде, а затем от воды к калориметру. Чтобы определить количество тепла переданного от льда к воде, мы используем удельную теплоту плавления льда, которая равна 330 кДж/кг.
Пусть масса льда равна \(m\) кг. Тогда количество полученного тепла от льда к воде можно выразить следующим образом:
\[Q_1 = m \cdot (0 - 0) \cdot 330 \, \text{кДж/кг}\]
Поскольку температура льда не изменяется и равна 0°C, разность температур равна 0.
Следующим шагом определим количество отданного тепла от воды к калориметру. Используем удельную теплоемкость воды, которая составляет 4200 Дж/(кг*°C).
Масса воды в калориметре равна 177 г, что соответствует 0.177 кг.
Разность температур между начальной и конечной составляет 45°C - 5°C = 40°C.
Тепло, которое отдает вода калориметру, можно выразить следующим образом:
\[Q_2 = 0.177 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг*°C)} \cdot 40°C\]
Так как тепло сохраняется, полученное тепло равно отданному теплу:
\[Q_1 = Q_2\]
\[m \cdot 0 \cdot 330 = 0.177 \cdot 4200 \cdot 40\]
Отсюда получаем:
\[0 = 0.177 \cdot 4200 \cdot 40\]
Рассчитывая данное уравнение, мы можем определить массу льда, вставляя значения и решая его.
Пожалуйста, вычислите значение и сообщите мне результат.