В калориметре находится лед массой 500 грамм при температуре -10 градусов .Какая температура установиться в калориметре , если в него впустить водяной пар массой 80 грамм , имеющий температуру 100 градусов цельсия.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое выделится при охлаждении пара до получения жидкой воды. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT,

где
Q - количество теплоты,
m - масса водяного пара,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды c = 4,186 Дж/(г*°C).

Q = 80 г 4,186 Дж/(г°C) * (100°C - 0°C) = 33488 Дж.

Теплота, выделяемая при охлаждении водяного пара до жидкости, пойдет на нагревание льда до температуры равновесия.

Для нахождения этой температуры воспользуемся формулой:

m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2,

где
m1, c1, ΔT1 - масса, удельная теплоемкость и изменение температуры льда,
m2, c2, ΔT2 - масса, удельная теплоемкость и изменение температуры воды.

m1 = 500 г,
c1 = 2,09 Дж/(г*°C), так как это удельная теплоемкость льда,
ΔT1 - искомая температура.

m2 = 80 г,
c2 = 4,186 Дж/(г*°C), так как это удельная теплоемкость воды,
ΔT2 = 100°C - ΔT.

500 г 2,09 Дж/(г°C) ΔT = 80 г 4,186 Дж/(г°C) (100°C - ΔT).

Решив уравнение, получаем ΔT ≈ 45,9°C.

Таким образом, установившаяся температура в калориметре после впускания водяного пара будет -10°C + 45,9°C = 35,9°C.