Медный калориметр вода кусок льда
2017-06-30
В калориметр налито $m_ <1>= 2 кг$ воды при $t = +5^ < \circ>С$ и положен кусок льда массы $m_ <2>= 5 кг$ при $t_ <2>= — 40^ < \circ>С$. Определите температуру содержимого калориметра после установления теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь. Удельная теплоемкость воды $c_ <1>=4,2 \cdot 10^ <3>Дж/(кг \cdot К)$, удельная теплоемкость льда $c_ <2>= 2,1 \cdot 10^ <3>Дж/(кг \cdot К)$ и удельная теплота плавления льда равны $\lambda = 3,3 \cdot 10^ <5>Дж/кг$.
В начале в калориметре будут происходить следующие два разнонаправленных процесса: охлаждение воды и нагревание льда. Дальнейшее зависит от того, какая из субстанций — лед или вода — первой достигнет температуры фазового перехода и затем либо вода, остывшая до температуры фазового перехода $t = 0^ < \circ>С$, будет превращаться в лед, отдавая тепло на нагревание куска льда, либо кусок льда, достигший $t = 0^ < \circ>С$, начнет таять, получая тепло от остывшей воды. Чтобы определить, каким путем устанавливается равновесие, посчитаем количество теплоты $Q_<1>$, необходимое для охлаждения воды до $t = 0^ < \circ>С$
$Q_ <1>= m_<1>c_<1>(t_ <1>— t) = 4,2 \cdot 10^ <4>Дж$,
и количество теплоты $Q_<2>$, необходимое для нагревания льда до $t = 0^ < \circ>С$
$Q_ <2>= m_<2>c_<2>(t — t_<2>) = 4,2 \cdot 10^ <5>Дж$.
Сравнивая $Q_<1>$ и $Q_<2>$, заключаем, что первой остынет вода и начнет замерзать, отдавая тепло на нагревание льда.
Количество замерзшей воды $\Delta m$ найдем из условия теплового баланса
$Q_ <2>= m_<1>c_ <1>(t_ <1>— t) + \Delta m \cdot \lambda$.
В правой части этого уравнения второе слагаемое — количество теплоты, выделившееся при замерзании воды массой $\Delta m$. Отсюда
$\Delta m \approx 1,15 кг$.
Таким образом, при нагревании куска льда до $t = 0^ < \circ>С$ замерзнет только часть налитой в калориметр воды и в калориметре будет находиться $m_<2>^ < \prime>= m_ <2>+ \Delta m \approx 6,15 кг$ льда и $m_<1>^ < \prime>= m_ <1>— \Delta m = 0,85 кг$ воды при температуре $t = 0^ < \circ>С$.
Следовательно, температура содержимого калориметра составит $t = 0^ < \circ>С$.
Источник
Медный калориметр вода кусок льда
Вопрос по математике:
1. В медный калориметр весом 200 г налито 100 г воды при 16 ⁰С. В воду бросили кусочек льда при 0 ⁰С массой 9,3 г, который целиком расплавился. Окончательная температура воды после этого установилась 9 ⁰С. Определите на основании этих данных удельную теплоту плавления льда
Ответы и объяснения 1
Знаете ответ? Поделитесь им!
Как написать хороший ответ?
Чтобы добавить хороший ответ необходимо:
- Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
- Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
- Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.
Этого делать не стоит:
- Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
- Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
- Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
- Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Математика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!
Математика — наука о структурах, порядке и отношениях, исторически сложившаяся на основе операций подсчёта, измерения и описания формы объектов.
Источник
Медный калориметр вода кусок льда
В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. К концу процесса масса воды увеличилась на 84 г. Какова начальная масса воды, если ее первоначальная температура 20 °С? Ответ приведите в килограммах.
Тающий лед имеет температуру 0 °С. Кусочки льда перестают таять, когда вода в сосуде достигает этой температуры. Поскольку система находится в калориметре, теплопотерями можно пренебречь. Всё тепло, выделяющееся при охлаждении жидкости, идёт на плавление льда. Согласно условию, успело расплавиться Составим уравнение теплового баланса:
Отсюда находим начальную массу воды в калориметре
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2 | |||||||||
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
2 | ||||||
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
---|---|
2 | |
1 | |
0 | |
Максимальный балл | 2 |
Товарищи! Вы заведомо знали что до нуля нагреется лед.
Я все решил и нашел температуру — -0,7 цельсия градусеров.
Вовсе не заведомо. В решении сначала проводится проверка, оценивается, сколько тепла нужно для нагревания льда до температуры плавления. Потом вычисляется, сколько тепла выделится при замерзании воды. Оказывается, что вторая величина больше первой, а значит, весь начальный лед нагреется до , часть воды превратится в лед, а часть по-прежнему останется в жидком состоянии. Когда температуры сравняются, установится тепловое равновесие, дальше температура содержимого калориметра изменяться не будет.
Голову разбил решая, теперь сдам ЕГЭ на 100 баллов! А хотя вы наврное не оставите этот комент, но спасибо не знаю куда писать. Круто, главное что быстро!
Да не за что! Обращайтесь.
А для «спасибо» тут целый раздел заготовлен 🙂
1) Правильно ли я понял процесс: лед кинули в воду,у которой тут же начался процесс кристаллизации(т.к. она уже находилась при температуре кристаллизации). Через небольшое кол-во времени некая часть теплоты(а именно 210 Дж), которая выделилась при процессе кристаллизации, пойдет на нагрев льда,к-ый после этого станет 0 градусов. И вот тут-то учитывая,что при кристаллизации температура в-ва не изменяется(у воды она 0 градусов) устанавливается тепловой баланс.
2)Что бы было, если Q2 было бы меньше Q1? Невозможно было бы решить задачу?
3)Допустим,что вода замерзла вся до конца. Можно ли вычислить как-то температуру вещества(уже льда) сразу после окончания процесса кристаллизации?
1) Все верно. Часть воды замерзнет, лед нагреется до . Дальше устанавливается тепловое равновесие. Количество льда и воды перестает меняться.
2,3) Два вопроса очень близки, поэтому отвечу сразу. Если окажется, что в точности , это означает, что в конце будет только лед при температуре
. То есть пока начальный лед нагреется до этой температуры, вся вода как раз успеет превратится в лед.
Если окажется, что , конечно, задачу решить можно. Просто придется составить тепловой баланс. Теперь в конечном состоянии будет лед при минусовой температуре. Обозначим ее через
. Тогда, все тепло, выделяющееся при кристаллизации воды и при охлаждении получившегося куска льда до
идет на нагрев первоначального куска льда:
.
Решив это уравнение, можно найти значение .
Никак не могу понять, почему мы используем в формуле вычисления количества выделившейся энергии при замерзании воды Q2 удельную теплоту плавления льда. Плавление льда равносильно замерзанию воды?
Плавление и кристаллизация — обратные процессы (точно также как кипение и конденсация). Для плавления к телу необходимо подводить тепло, при отвердевании тепло само выделяется. При этом формула для тепла одна и та же: . Просто при составлении теплового баланса нужно учитывать направление теплопередачи.
Источник