Дано:
Масса растаявшего льда (m_льда) = 117.6 г = 0.1176 кг
Начальная температура фигурки (T1) = 100 °C = 373 K
Конечная температура фигурки (T2) = 0 °C = 273 K
Найти:
Масса латунной фигурки
Решение:
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении фигурки до 0 °C и плавлении льда, равно количеству теплоты, необходимому для нагревания фигурки от 0 °C до начальной температуры и расплавления льда:
Q1 + Q2 = m_фиг * c_фиг * ΔT + m_льда * L
Выразим массу фигурки через известные величины:
m_фиг = (m_льда * L - m_льда * c_льда * ΔT) / c_фиг
Удельная теплоемкость льда c_льда ≈ 2100 Дж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость латуни c_фиг ≈ 380 Дж/(кг·°C)
Удельная теплота плавления льда L ≈ 334,000 Дж/кг
Изменение температуры ΔT = T1 - T2
Подставим известные значения и решим уравнение для нахождения массы фигурки:
ΔT = 373 - 273 = 100 K
m_фиг = (0.1176 * 334000 - 0.1176 * 2100 * 100) / 380
m_фиг ≈ 0.2 кг
Ответ:
Масса латунной фигурки составляет примерно 0.2 кг.