Тепловой баланс льда и воды
В калориметре находился лёд при температуре $-10\ ^\circ\mathrm{C}$. Какой была масса льда, если после добавления в калориметр $30$ г воды, имевшей температуру $20\ ^\circ\mathrm{C}$, и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной $-4\ ^\circ\mathrm{C}$? Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Используйте удельную теплоёмкость воды $c_\text{в} = 4200\ \mathrm{Дж/(кг\cdot{}^\circ C)}$, удельную теплоёмкость льда $c_\text{л} = 2100\ \mathrm{Дж/(кг\cdot{}^\circ C)}$ и удельную теплоту плавления льда $\lambda = 3{,}3\cdot10^5\ \mathrm{Дж/кг}$.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| В калориметре находился лёд при температуре −10 °С. Какой была масса льда, если после добавления в калориметр 30 г воды, имевшей температуру 20 °С, и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной −4 °С? Теплообменом с окружающей средой | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие превращения и изменения температуры претерпевает вода, если конечная температура ниже $0\ ^\circ\mathrm{C}$?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Вода охлаждается до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, замерзает, а образовавшийся лёд охлаждается до $-4\ ^\circ\mathrm{C}$. Выделившееся тепло нагревает исходный лёд от $-10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $-4\ ^\circ\mathrm{C}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Составьте уравнение $m_\text{в}c_\text{в}(20-0)+m_\text{в}\lambda+m_\text{в}c_\text{л}(0-(-4))=m_\text{л}c_\text{л}((-4)-(-10))$ и выразите $m_\text{л}$.