В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. Первоначальная температура воды 20°С. Насколько увеличилась масса воды? Ответ выразите в процентах от первоначальной массы воды и округлите до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Уравнение изменения энергии будет выглядеть следующим образом:

м(л) L + м(л) c(л) (T1 - T0) = м(в) c(в) * (T2 - T0),

где
м(л) - масса льда,
L - теплота плавления льда,
c(л) - удельная теплоемкость льда,
T0 - исходная температура воды,
T1 - температура льда,
м(в) - искомая масса воды,
c(в) - удельная теплоемкость воды,
T2 - итоговая температура смеси.

Так как кусочки льда перестали таять, то T1 = 0. Также учитываем, что T0 = 20°С, L = 334 кДж/кг, c(л) = 2.1 кДж/кг°С, c(в) = 4.18 кДж/кг°С.

Учитывая, что м(л) = м(в), и преобразовав уравнение, мы можем написать:

334 + 2.1 0 = 4.18 (T2 - 20),
334 = 4.18 * (T2 - 20),
T2 = (334 / 4.18) + 20 = 100°С.

Таким образом, после таяния льда на 20 градусов температура воды увеличилась с 20°С до 100°С. Масса воды у нас не изменилась, поэтому увеличение массы воды составляет 0%, что мы округляем до целых. Получаем ответ: 0%.