Сколько воды при 0°С необходимо добавить в калориметр с 200 г льда при -16°С, чтобы после установления теплового

Золото

41

Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать тепловой баланс. Давайте разобьем задачу на несколько шагов для ясности.

Шаг 1: Расчет количества теплоты, переданного от воды к льду при кристаллизации.
При кристаллизации каждая молекула воды выделяет определенное количество теплоты. Данное количество теплоты необходимо передать от 0°С воды к -16°С льду, чтобы последний нагрелся до 0°С. Для решения этого шага нам потребуется знать теплоемкость каждого вещества.

Теплоемкость воды составляет примерно 4,18 Дж/(г*°С), а теплоемкость льда составляет примерно 2,09 Дж/(г*°С). Поскольку мы хотим нагреть лед на 16°С, общее количество теплоты, необходимое нам в этом случае, можно рассчитать по формуле:
\[Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
где
\(Q_1\) - количество теплоты, в Дж,
\(m_1\) - масса льда, в г,
\(c_1\) - теплоемкость льда, в Дж/(г*°С),
\(\Delta T_1\) - изменение температуры льда, в °С.

В нашем случае, \(m_1 = 200\) г, \(c_1 = 2,09\) Дж/(г*°С), а \(\Delta T_1 = 16\) °С, поэтому подставляем значения и рассчитываем:
\[Q_1 = 200 \cdot 2,09 \cdot 16\]