Решение: Определение массы льда
В сосуд с водой поместили кусок льда, масса которого в 2 раза больше массы воды. На рисунке изображён процесс теплообмена между водой и льдом.
К окончанию процесса теплообмена оказалось, что растаяло 105 г льда. Определите первоначальную массу льда, помещённого в сосуд. Потерями энергии при теплообмене можно пренебречь.
Решение по шагам
5 шаговПо графику процесс нагревания льда от $-10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ занимает 4 деления по оси $Q$, а процесс плавления — 3 деления.
$$Q_{\text{наг}}:Q_{\text{плав}}=4:3$$Количество теплоты, необходимое для нагревания первоначальной массы льда $m$ до температуры плавления, равно:
$$Q_{\text{наг}}=m c_{\text{льда}}\Delta t=m\cdot2100\cdot10$$На плавление 105 г льда расходуется количество теплоты:
$$Q_{\text{плав}}=m_{\text{раст}}\lambda=0{,}105\cdot3{,}3\cdot10^5$$Используем отношение длин соответствующих участков графика:
$$\frac{m\cdot2100\cdot10}{0{,}105\cdot3{,}3\cdot10^5}=\frac{4}{3}$$Отсюда первоначальная масса льда равна:
$$m=\frac{4}{3}\cdot\frac{0{,}105\cdot3{,}3\cdot10^5}{2100\cdot10}=1{,}2375\ \mathrm{кг}$$Первоначальная масса льда примерно $1{,}24\ \mathrm{кг}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Сравнивают абсолютные изменения температуры вместо длин участков по оси $Q$.
Используют массу 105 г как первоначальную массу всего льда.
Не переводят 105 г в килограммы при использовании значения удельной теплоты плавления в Дж/кг.