Question

В калориметр, содержащий 120 г льда при температуре -15 °С, впускали водяной пар при температуре 100 °С до тех пор, пока весь лёд не растаял. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 2 300 кДж/кг.
а) Какое количество теплоты надо сообщить льду, чтобы нагреть его до температуры плавления?
б)  Какое количество теплоты надо сообщить льду в начальном состоянии, чтобы он весь растаял?
в)  Чему равна масса воды в калориметре в конечном состоянии?

Answer 1

а) Определение количества теплоты для нагрева льда до температуры плавления:

Для нагрева льда до температуры плавления используем формулу: Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

m = 120 г = 0.12 кг,
c (льда) = 2100 Дж/кг∙°C, (т.к. это удельная теплоемкость льда),
ΔT = 0 °C - (-15 °C) = 15 °C.

Q = 0.12 кг * 2100 Дж/кг∙°C * 15 °C = 37800 Дж = 37.8 кДж

Ответ:
Количество теплоты, необходимое для нагрева льда до температуры плавления, равно примерно 37.8 кДж.

б) Определение количества теплоты для плавления всего льда:

Для определения количества теплоты, необходимого для плавления льда, используем формулу: Q = m * L, где L - удельная теплота плавления.

m = 120 г = 0.12 кг,
L = 330 кДж/кг.

Q = 0.12 кг * 330 кДж/кг = 39.6 кДж

Ответ:
Количество теплоты, необходимое для плавления всего льда, равно примерно 39.6 кДж.

в) Определение массы воды в калориметре в конечном состоянии:

После плавления льда, вся его масса превратится в воду.

Ответ:
Масса воды в калориметре в конечном состоянии равна 120 г или 0.12 кг.