В калориметр с водой (объем води - 1,5 л, температура t1 =70°С) поместили 100 г льда,...

Question

В калориметр с водой (объем води - 1,5 л, температура t1 =70°С) поместили 100 г льда, температура которого составляет t1= -5 °С. Какая температура установится в калориметре? Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг•°С), льда - 2,1 кДж/(кг•°С), удельная теплота плавления льда 333 кДж/кг.

Answer 1

(Внимание, в условии опечатка. Исправим: t₂ = 70⁰C; t₁ = - 5⁰C)
1)
Нагреваем лед до температуры его плавления (до 0°С):
Q₁ = c₁*m₁*(0 - t₁) = 2100*0,100*(0 - (-5)) = 210*5 = 1050 Дж
2)
Плавим лед:
Q₂ = λ·m₁ = 333 000*0,1 = 33 300 Дж
3)
Нагреваем воду, получившуюся изо льда:
Q₃ = c₁*m₁*(t - 0) = 4200*0,1*t = 420*t
4)
Горячая вода остывает:
Q₄ = c₁*m₂*(t₂ - t) = 4200*1,5*(80-t) = 6300*(80-t) = 504 000 - 6300*t
5)
Составим уравнение теплового баланса:
Q₁+Q₂+Q₃ = Q₄
1050+33300+420*t = 504 000 - 6300*t
6720*t ≈  470 000
t = 470 000/6720 ≈ 70°C