В калориметре находится вода объёмом V=1 литр при температуре t1=15 градусам цельсия. В воду опускают лёд массой m2=1 кг при температуре t2= -10 градусов цельсия. Найдите температуру t системы после установления теплового равновесия. Теплоёмкость калориметра не учитывайте. Удельная теплоёмкость воды c1=4,2*10^3 Дж/кг*С, а удельная теплоёмкость льда c2=2,1*10^23 Дж/кг*С, удельная теплота плавления льда =3,4*10^5 Дж/кг

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество теплоты, которое выделится при плавлении льда и нагревании воды до конечной температуры.

Q = m2 L + m2 c2 (0 - t2) + m1 c1 * (t - t1)

где Q - выделившееся количество теплоты, m1 - масса воды, L - удельная теплота плавления льда.

После плавления льда, и установления теплового равновесия, температура системы t будет одинаковой. Отсюда выразим t:

m1 c1 (t - t1) = m2 c2 (t2 - 0) + m2 * L

t = (m2 c2 t2 + m2 L + m1 c1 t1) / (m1 c1 + m2 * c2)

Подставляем известные значения:

t = (1 кг 2,110^3 Дж/кгС -10 град + 1 кг 3,410^5 Дж/кг + 1 кг 4,210^3 Дж/кгС 15 град) / (1 кг 4,210^3 Дж/кгС + 1 кг 2,110^23 Дж/кгС)

t = (-21000 + 340000 + 6300) / (4200 + 2100) = 360300 / 6400 ≈ 56,297 градусов Цельсия

Таким образом, температура системы после установления теплового равновесия будет около 56,3 градусов Цельсия.