К калориметру, где находится 200 г воды при 20 °С, положили кусок льда массой 80 г при -10 °С. Какая температура установится в калориметре после завершения теплообмена. Тепловыми потерями пренебречь. Считать, что удельная теплоёмкость льда 2,1 кДж/(кг · К); температура плавления льда 0 °С; удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/(кг · К).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии: количество тепла, отданного льду, равно количеству тепла, поглощенному водой.

Q1 = Q2

m1 c1 (t1 - t3) = m2 c2 (t4 - t2)

где m1 - масса льда, c1 - удельная теплоемкость льда, t1 - начальная температура льда, t3 - температура плавления льда (0 °С), m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды, t2 - начальная температура воды, t4 - конечная температура в калориметре.

Подставляем известные значения:

80 г 2,1 кДж/(кг К) (-10 °С - 0 °С) = 200 г 4,2 кДж/(кг К) (t4 - 20 °С)

-1680 Дж = 840 Дж * (t4 - 20)

-1680 = 840t4 - 16800

840t4 = 16800 + 1680

840t4 = 18480

t4 = 18480 / 840

t4 = 22 °С

Итак, после завершения теплообмена температура в калориметре составит 22 °С.