При соблюдении некоторых предосторожностей можно получить при нормальном атмосферном давлении воду, имеющую температуру t=-14°C. Определите массу m льда, которая может образоваться из M=0.48 кг такой переохлаждённой воды, находящейся в калориметре, если в него бросить маленький кусочек льда. Теплоемкость калориметра равна Ck=48Дж/К. Удельная Теплоемкость воды с=4.2Дж/(г*К),удельная Теплоемкость льда сл=2.1Дж/(г*К). Удельная теплота плавления льда L=336Дж/г, температура плавления льда t0=0°C

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для охлаждения воды до температуры плавления льда:

Q1 = M c (t0 - t) = 0.48 кг 4.2 Дж/(гК) * (0 - (-14)) = 28.224 кДж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Q2 = m L = m 336 Дж/г

Общее количество теплоты, которое должно выделиться при образовании льда:

Q1 + Q2 = Ck * Δt

где Δt - изменение температуры калориметра после добавления льда.

Так как в калориметре уже есть 0,48 кг воды, то после добавления льда температура всего внутри калориметра выравнивается до 0°C.

Тогда,
0.48 кг 4.2 Дж/(гК) 14 + m 336 Дж/г = 48 Дж/К * Δt

28.224 кДж + m * 336 = 48 Δt

m = (48 Δt - 28.224) / 336

m = (48 * 273 - 28.224) / 336 = 37.71 г

Таким образом, масса льда, которая образуется из 0.48 кг переохлажденной воды, равна примерно 37.71 г.