Question

В калориметр налили 500 г воды, имеющей температуру 40 °С, и положили кусок льда массы 100 г, имеющий температуру ˗10 °С. Определите, какой стала температура содержимого калориметра после установления теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Answer 1

Дано:  
m1 = 500 г (масса воды)  
T1 = 40 °C (температура воды)  
m2 = 100 г (масса льда)  
T2 = -10 °C (температура льда)  

Найти:  
T - температура содержимого калориметра после установления теплового равновесия  

Решение:  
Для нахождения конечной температуры используем закон сохранения энергии:  
m1 * c * (T - T1) + m2 * L + m2 * c * (T - T2) = 0,  
где m1, m2 - массы веществ, c - удельная теплоемкость веществ, L - удельная теплота плавления льда  

Подставим известные значения:  
500 г * 4.18 Дж/(г*°C) * (T - 40) + 100 г * 334 Дж/г + 100 г * 2.09 Дж/(г*°C) * (T + 10) = 0  

Упростим уравнение:  
2090T - 83600 + 33400 + 209T + 2090 = 0  
2299T - 49910 = 0  
2299T = 49910  
T ≈ 21.71 °C  

Ответ:  
Температура содержимого калориметра после установления теплового равновесия составляет примерно 21.71 °C.