Question

В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять, при этом масса воды в калориметре увеличилась на 140 г. Какая масса воды находилась в калориметре, если её первоначальная температура $20^{\circ}	ext{С}$? Тепловыми потерями пренебречь.

Accepted Answer

0,55

Answer

Дано: $\Delta m = 140$ г $= 0{,}14$ кг, $t_0 = 20^{\circ}	ext{С}$, $T_0 = 293$ К, $c_в = 4200$ Дж/(кг·К), $L = 3{,}3 \cdot 10^5$ Дж/кг.

Идея решения: вода охлаждается от $20^{\circ}	ext{С}$ до $0^{\circ}	ext{С}$, отдавая тепло на плавление льда; в конечном состоянии система находится при $0^{\circ}	ext{С}$.

Количество тепла, выделяемое при охлаждении воды с начальной массой $m$ от $20^{\circ}	ext{С}$ до $0^{\circ}	ext{С}$:

$$Q_{	ext{отд}} = mc_в(t_0 - 0) = mc_в \cdot 20$$

Это тепло идёт на плавление льда массой $\Delta m$:

$$Q_{	ext{пол}} = \Delta m \cdot L$$

По закону сохранения энергии:

$$mc_в \cdot 20 = \Delta m \cdot L$$

Выразим массу воды:

$$m = \frac{\Delta m \cdot L}{c_в \cdot 20}$$

Подставим численные значения:

$$m = \frac{0{,}14 \cdot 3{,}3 \cdot 10^5}{4200 \cdot 20} = \frac{46200}{84000} = 0{,}55 	ext{ кг}$$

Задание №23Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике