Question

В калориметре находится 1 кг льда при температуре – 5˚С. При добавлении в калориметр 25 г воды в нем установилось тепловое равновесие при температуре 0˚С. Какова начальная температура добавленной в калориметр воды, если в итоге в калориметре оказался только лед? Теплоемкостью калориметра пренебречь.

Answer 1

Дано: m1 = 1 кг, T1 = -5˚C, m2 = 25 г, T2 = ?, Tконечная = 0˚C

Найти: T2

Решение:
1. Рассчитаем тепловую энергию льда при начальной температуре:
Q1 = m1 * c * (T1 - Tконечная)
Q1 = 1 кг * 334 кДж/кг˚C * (-5˚C - 0˚C)
Q1 = -1670 кДж

2. Рассчитаем количество теплоты, которое передалась от воды к льду:
Q2 = m2 * c * (T2 - Tконечная)
Q2 = 0.025 кг * 4186 кДж/кг˚C * (T2 - 0˚C)
Q2 = 104.65 * (T2 - 0)

3. Так как в теплоизоляционной системе теплота не передается, то Q1 = -Q2:
1670 = -104.65 * (T2 - 0)
T2 = -1670 / -104.65
T2 = 15,97˚C

Ответ: T2 = 15,97˚C.