В калориметре находилось 400 г льда при температуре −14∘С?

Физика | 5 - 9 классы

В калориметре находилось 400 г льда при температуре −14∘С.

В него впустили 15 г водяного пара при температуре 100∘С.

Через некоторое время в калориметре установилось тепловое равновесие.

Сколько воды образовалось в калориметре?

Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Удельная теплоёмкость воды : c = 4200 Дж / (кг⋅∘C) Удельная теплоёмкость льда : c = 2100 Дж / (кг⋅∘C) Удельная теплота плавления льда : λ = 330 кДж / кг Удельная теплота парообразования воды : L = 2300 кДж / кг.

Ответить на вопрос
Ответы (1)
Galekbol 22 нояб. 2020 г., 20:04:52

Предположим, что весь пар и весь лёд – превратятся в состоянии термодинамического равновесия в воду.

Таким образом, ответ к задаче уже был бы готов, Mвод = M + m, где M = 0.

4 кг и m = 0.

015 кг – масса исходного льда и исходного пара соответственно.

Осталось лишь выяснить, верно ли сделанное вначале предположение.

Если у нас получится, что конечная температура вещества, ожидаемого как жидка вода, окажется выше tк = 100°С (температура кипения и конденсации), то, стало быть, наше предположение неверно, и нужно полагать, что не весь пар сконденсируется.

А если у нас получится, что конечная температура вещества, ожидаемого как жидка вода, окажется ниже to = 0°С, то, стало быть, наше предположение неверно, и нужно полагать, что не весь лёд расплавится.

С учётом сделанного предположения, запишем уравнение теплового баланса :

Qк + Qо = Qн + Qп + Qл , где :

Qк – отдаваемая при конденсации пара теплота,

Qо – теплота, отдаваемая при охлаждении воды, полученной из пара,

Qн – теплота, получаемая при нагревании воды, полученной из льда,

Qп – поглощаемая при плавлении льда теплота.

Qл – теплота, получаемая при нагревании льда,

Qк = Lm , где L = 2.

3 МДж / кг – теплота конденсации пара,

Qо = cm(tк–t) , где с = 4.

2 кДж / кг°С – теплоёмкость воды, а t – конечная температура,

Qн = cM(t–to) = cMt ,

Qп = λM , где λ = 330 кДж / кг – теплота плавления льда,

Qл = [c / 2] M(to–tн) = [c / 2] M(0 + |tн|) = cM|tн| / 2 , где tн = –14°С – температура исходного льда,

Qк + Qо = Qн + Qп + Qл ,

Lm + cmtк – cmt = cMt + λM + cM|tн| / 2 ,

cMt + cmt = Lm – λM + cmtк – cM|tн| / 2 ,

t(M + m) = (Lm–λM) / с + mtк – M|tн| / 2 ,

t = ( (Lm–λM) / с + mtк – M|tн| / 2 ) / (M + m) ,

вычислим :

t ≈ ( ( 2 300 000 * 0.

015 – 330 000 * 0.

4 ) / 4200 + 0.

015 * 100 – 0.

4 * 7 ) / 0.

415 = = ( ( 345 – 1320 ) / 42 – 1.

3 ) / 0.

415 < ; 0°C ;

Вычисленная конечная температура t< ; 0°C, а значит, предпосылка о том, что весь лёд перейдёт в воду – неверна.

Пойдём другим путём.

Предположим, что весь пар – превратится в состоянии термодинамического равновесия в воду, которая остынет до 0°C.

А лёд нагреется до 0°C, но превратится в воду лишь частично.

Будем считать, что в воду превратиться масса ∆M льда.

Тогда, получаемое значение для ∆M должно подчиняться неравенству 0 < ; ∆M < ; M , т.

Е. масса льда, превращающегося в воду должна быть больше нуля и меньше массы всего льда.

Итак :

Qк + Qо = Qп + Qл , где :

Qк = Lm ,

Qо = cm(tк–to) = cmtк,

Qп = λ∆M ,

Qл = [c / 2] M(to–tн) = –cMtн / 2 ,

Lm + cmtк = λ∆M – cMtн / 2 ,

Lm + cmtк + cMtн / 2 = λ∆M ,

∆M = ( Lm + c(mtк + Mtн / 2) ) / λ ,

вычислим : ∆M = ( Lm + c(mtк + Mtн / 2) ) / λ ≈

≈ ( 2 300 000 * 0.

015 + 4200 ( 0.

015 * 100 – 0.

4 * 7 ) ) / 330 000 ≈ 0.

088 кг ≈ 88 г ;

Значение массы льда, превращающейся в воду, получаемой из таких предположений – больше нуля и меньше массы всего льда, а значит, предположение оправданно.

Весь пар, как мы указали выше, тоже превратится в воду.

Стало быть, полная масса воды, получающаяся в заданных условиях, сложится из массы пара m и массы части льда, превращающегося в воду :

Mвод = ∆M + m ≈ ( Lm + c(mtк + Mtн / 2) ) / λ + m ≈ 88 г + 15 г ≈ 103 г .

ОТВЕТ : 103 г.

Sulimovamasha 4 мар. 2020 г., 05:09:08 | 1 - 4 классы

В калориметре, теплоёмкостью которого можно пренебречь, находится вода?

В калориметре, теплоёмкостью которого можно пренебречь, находится вода.

После включения нагревателя она нагревается на 10 град за время t₁.

Какое потребуется время для нагрева содержимого калориметра ещё на 20 град?

Считать, что калориметр закрыт герметично, атмосферное давление внутри калориметра поддерживается равным нормальному атмосферному, удельные теплоёмкости воды и водяного пара, удельную теплоту парообразования воды считать известными.

Arinakasatckina 18 сент. 2020 г., 19:16:14 | 10 - 11 классы

В калориметре находился лед массой m1 = 1кг?

В калориметре находился лед массой m1 = 1кг.

После добавления в калориметр воды массой m2 = 15г, имеющей температуру t2 = 20 C, в калориметре установилась тепловое равновесие при температуре t = - 2 C.

Чему равна первоначальная температура льда?

Теплообменом с окр средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.

Удельная теплоемкость воды Св = 4200 Дж / кг * К, удельная теплоемкость льда Cл = 2100 Дж / кг * К, удельная теплота плавления льда лямбда = 3.

3 * 10 ^ 5 Дж / кг, температура плавления льда tпл = 0 С.

Mizan90 17 апр. 2020 г., 12:19:53 | 5 - 9 классы

В калориметр с водой при температуре t0 = 0 °С положили кусочек льда?

В калориметр с водой при температуре t0 = 0 °С положили кусочек льда.

После установления теплового равновесия оказалось, что в сосуде находится смесь льда и воды, причём масса льда уве - личилась на 2, 1%.

Определите начальную температуру льда.

Масса содержимого калориметра не из - менилась.

Потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Удельная теплоёмкость льда Сл = 2100 Дж / (кг⋅°C), удельная теплота плавления льда 5 λл = 3, 35⋅10 в пятой степени Дж / кг.

Внешнее давление равно нормальному атмосферному.

Fgffgg 2 янв. 2020 г., 07:37:04 | 5 - 9 классы

В калориметр, в котором находилось 2, 5 л воды с температурой 5градусовС, положили 800 г льда?

В калориметр, в котором находилось 2, 5 л воды с температурой 5градусовС, положили 800 г льда.

Когда температура воды перестала меняться, оказалось, что льда стало на 84 г больше.

Определите начальную температуру льда.

Теплообменом с окружающей средой можно пренебречь.

Удельная теплоемкость льда - 2, 1 кДж / (кг · 0С), воды - 4, 2 кДж / (кг · 0С), удельная теплота плавления льда - 330 кДж / кг.

Lana150375 19 сент. 2020 г., 04:37:26 | 5 - 9 классы

В калориметр, где находится вода массой Mв = 2?

В калориметр, где находится вода массой Mв = 2.

5кг при температуре tв.

= 5град.

C, помещают кусок льда Mл = 700г.

Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса воды увеличилась на m = 64г.

Определите начальную температуру льда.

Теплоемкостью калориметра и потерями теплоты пренебречь.

Удельная теплота плвления льда 3.

2 * 10 ^ 5 Дж / кг, удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж / (кг * К), удельная теплоемкость льда 2100 Дж / (кг * К).

Nansu 27 авг. 2020 г., 09:28:08 | 5 - 9 классы

8. В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда?

8. В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда.

В некоторый момент кусочки льда перестают таять.

Первоначальная масса воды в сосуде 330 г, а в конце процесса масса воды увеличивается на 84 г.

Какой была начальная температура воды в калориметре?

Удельная теплоемкость воды 4200 Дж / (кг · °С), удельная теплота плавления льда 330 кДж / кг.

Решите плиз.

Viktopvoinov 20 янв. 2020 г., 19:37:23 | 5 - 9 классы

Кусок льда, имеющий температуру 0 оС, помещён в идеальный калориметр с электронагревателем?

Кусок льда, имеющий температуру 0 оС, помещён в идеальный калориметр с электронагревателем.

Сколько энергии потребуется, чтобы превратить этот лёд в воду с температурой 12 оС?

Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг·оС), удельная теплота плавления льда 330 кДж / кг.

Avatareshe784 9 февр. 2020 г., 12:16:50 | 10 - 11 классы

Почему при определении удельной теплоты плавления льда, мы не учитываем теплоемкость калориметра?

Почему при определении удельной теплоты плавления льда, мы не учитываем теплоемкость калориметра?

Маринка1мандаринка 9 июн. 2020 г., 00:05:57 | 5 - 9 классы

Помогите, пожалуйста?

Помогите, пожалуйста.

В калориметр, содержащий 1, 5 кг воды при температуре 20°С, положили 1 кг льда, имеющего температуру - 13°С.

Сколько льда останется в калориметре после установления теплового равновесия?

Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Ответ напишите с точностью одного знака после запятой.

ROZA7891 11 нояб. 2020 г., 00:36:44 | 10 - 11 классы

В калориметре при температуре 0°C находится вода массой 500 г и лед массой 300 г?

В калориметре при температуре 0°C находится вода массой 500 г и лед массой 300 г.

Какая температура установится в калориметре, если долить в него 100 г кипятка?

Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / кг°C ; удельная теплота плавления льда 330 кДж / кг.

Если вам необходимо получить ответ на вопрос В калориметре находилось 400 г льда при температуре −14∘С?, относящийся к уровню подготовки учащихся 5 - 9 классов, вы открыли нужную страницу. В категории Физика вы также найдете ответы на похожие вопросы по интересующей теме, с помощью автоматического «умного» поиска. Если после ознакомления со всеми вариантами ответа у вас остались сомнения, или полученная информация не полностью освещает тематику, создайте свой вопрос с помощью кнопки, которая находится вверху страницы, или обсудите вопрос с посетителями этой страницы.