В калориметр, где находится вода массой Mв=2.5кг при температуре tв. =5град. C, помещают кусок льда Mл=700г. Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса воды увеличилась на m=64г. Определите начальную температуру льда. Теплоемкостью калориметра и потерями теплоты пренебречь. Удельная теплота плвления льда 3.2*10^5 Дж/кг, удельная теплоемкость воды c=4200 Дж/(кг*К), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*К).
Дано: m1=2,5 кг
m2=0,7 кг
m3=0,064 кг
t1=5 C
c1=4200 Дж/(кг*С)
c2=2100 Дж/(кг*С)
λ=3,2∗105 Дж/кг
Найти начальную температуру льда t2
Запишем уравнение теплового баланса:
Q1=Q2+Q3-(1)
где Q1 - количество теплоты, отданное водой льду, при ее охлаждении
Q2 - количество теплоты, пошедшее на нагревание льда от t2 до температуры его плавления tp
Q3 - количество теплоты, пошедшее на плавление льда
Очевидно, что равновесная температура tp=0 C, а начальная температура льда отрицательная.
По определению имеем:
Q1=m1∗c1∗(t1−tp)=m1∗c1∗t1 -(2)
Q12=m2∗c2(tp−t2)=−m2∗c2∗t2-(3) Q3=m3∗λ -(4)Подставим в (1) вместо Q1, Q2 и Q3 соотвественно выражения (2), (3) и (4): m1∗c1∗t1=−m2∗c2∗t2+m3∗λ, отсюда выразим t2 t2=m3∗λ−m1∗c1∗t1m2∗c2 -(5)(5) - расчетная формула для t2 Расчет t2 по формуле (5): t2=0,064∗3,2∗105−2,5∗4200∗50,7∗2100≈−21,8 CПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: