В калориметр, в котором находилось 2,5 л воды с температурой 5градусовС, положили 800 г льда. Когда температура воды перестала меняться, оказалось, что
5-9 класс
|
льда стало на 84 г больше. Определите начальную температуру льда. Теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Удельная теплоемкость льда - 2,1 кДж / (кг · 0С), воды - 4,2 кДж / (кг · 0С), удельная теплота плавления льда - 330 кДж / кг.
Поскольку в конечном состоянии имеем смесь воды и льда в термо-равновесии, можно сделать вывод: температура конечного состояния
t₀ = 0° C
При остывании воды с
t₁ = 5° C до температуры конечного состояния выделилось следующее количество теплоты:
Q₁ = C₁m₁(t₁ - t₀) = 4200*2.5*5 = 52500 Дж,
где
С₁ = 4200 Дж кг⁻¹град⁻¹ - удельная теплоёмкость воды
m₁ = 2.5 кг - масса воды (поскольку по исходному определению килограмма, 1 кг чистой воды занимает объём 1 куб дм или 1 литр).
При кристаллизации 84 граммов воды выделилось
Q₂ = m'λ = 0.084*330 000 = 27720 Дж
где
m' = 84 г = 0,84 кг - масса отвердевшей воды
λ = 330 000 Дж кг⁻¹ - удельная теплота кристаллизации воды
Это тепло пошло на нагрев льда с искомой температуры
t₃ до конечной температуры t₀ = 0° C
Q = C₂m₂(t₀ - t₃) = Q₁ + Q₂
-t₃ = (Q₁ + Q₂)/C₂m₂ - t₀ = (52500 + 27720)/(2100*0.8) = 47,75° C
где
С₂ = 2100 Дж кг⁻¹ град⁻¹ - удельная теплоёмкость льда
m₂ = 800 г = 0,8 кг - масса льда
Начальная температура льда составляла -48° C
Итак рассматриваем несколько явлений, во-первых, охлаждение воды
Q=cm(t1-t0) t0=5 t1=0
После этого рассматриваем ледообразование, кристализацию
Q=L(лямнда)M(образовавшегося льда)
Суммируем оба Q, получаем некоторое количество энергии
Это количество энергии равно Q плавления льда, или нагревание его
Q=cm(t1-t0) из этого находим (t1-t0)
Другие вопросы из категории
Читайте также
плавает кусочек льда, внутри которого находится кусочек пробки. что будет с уровнем воды после таяния льда
заряженная палочка? 2) как называют заряды возникающие на границах материала вблизи которого находится заряженная палочка?
температуре 100 ( градусов Цельсия)?
2) Кофейник емкостью 1,2 л заполнили водой при температуре 15 ( градусов Цельсия) и поставили на плиту. Какое количество теплоты израсходовано на нагревание и кипение воды, если после снятия с плиты в кофейнике объём воды стал на 50 см (в кубе) меньше? Какое количество природного газа было потрачено на это?
3) В алюминиевом сосуде массой 0,5 кг находится 2 кг льда при температуре 0 (градусов Цельсия). На сколько градусов нагрелась вода, образовавшаяся после таяния льда, если было сожжено 50 г керосина? КПД нагревателя 50%.
4) Кусок льда массой 700 г поместили в калориметр с водой. Масса воды 2,5 кг, начальная температура 5(градусов Цельсия). Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса льда увеличилась на 64 г. Определите начальную температуру льда?
Помогите плиииииз! Завтра надо! Пишите подробно!
температура содержимого калориметра стала равной 0°С?
чтобы температура содержимого калориметра стала равной 0°С?