Дано:
Масса льда, m1 = 100 г = 0.1 кг
Температура льда, t1 = -10 °C
Температура водяного пара, t2 = 100 °C
Удельная теплота плавления льда, L = 330 кДж/кг = 330 * 10^3 Дж/кг
Удельная теплота парообразования воды, E = 2300 кДж/кг = 2300 * 10^3 Дж/кг
а) Найти количество теплоты, которое надо сообщить льду, чтобы нагреть его до температуры плавления.
Q1 = m1 * c * Δt,
c - удельная теплоемкость льда, Δt - изменение температуры.
Удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/(кг*°C), Δt = 10 °C
Q1 = 0.1 кг * 2100 Дж/(кг*°C) * 10 °C = 2100 Дж
б) Найти количество теплоты, которое надо сообщить льду в начальном состоянии, чтобы он превратился в кипяток.
Q2 = m1 * L + m1 * E,
Q2 = 0.1 кг * 330 * 10^3 Дж/кг + 0.1 кг * 2300 * 10^3 Дж/кг = 253000 Дж
в) Найти массу воды в калориметре в конечном состоянии.
Общее количество теплоты, которое отдаст вода и водяной пар, равно общему количеству теплоты, которое поглотит лед: Q2 = m2 * c * Δt,
где c - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг*°C), Δt = 100 °C - (-10 °C) = 110 °C
253000 Дж = m2 * 4200 Дж/(кг*°C) * 110 °C
m2 = 5.976 кг
Ответ:
а) Количество теплоты, которое надо сообщить льду, чтобы нагреть его до температуры плавления, равно 2100 Дж.
б) Количество теплоты, которое надо сообщить льду в начальном состоянии, чтобы он превратился в кипяток, равно 253000 Дж.
в) Масса воды в калориметре в конечном состоянии равна 5.976 кг.