Question

В стакан калориметра, содержащий воду массой m, опустили кусок льда массой 56 г, имевший температуру 0С. Начальная температура калориметра и воды 45С. В момент времени, когда наступило тепловое равновесие, температура воды и калориметра стала равной 5С. Чему равна масса воды m? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Answer 1

Дано (в СИ):
Масса льда - m_льда = 0,056 кг
Начальная температура воды и калориметра - T1 = 45 °C = 318 K
Температура льда - T_льда = 0 °C = 273 K
Температура после установления равновесия - T2 = 5 °C = 278 K

Найти:
Масса воды - m

Решение:
С начальной температурой T1 вода имела количество теплоты Q1 = m * c * (T1 - T2), где c - удельная теплоемкость воды.
Лёд приобрел количество теплоты Q2 = m_льда * L, где L - удельная теплота плавления льда.
После установления теплового равновесия всё объемное количество теплоты осталось неизменным:
m * c * (T1 - T2) = m_льда * L
m = m_льда * L / (c * (T1 - T2))
m = 0.056 кг * 334000 Дж/кг / (4186 Дж/(кг*К) * (318 K - 278 K))
m ≈ 0.4 кг

Ответ:
Масса воды составляет около 0.4 кг.