Вопрос школьника
В калориметр налили 200 г воды при температуре 25 °С. Какова будет температура этой воды, если в ней растает 5 г льда
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Когда лед начинает таять, он поглощает тепло от окружающей среды, что приводит к охлаждению воды. Таким образом, тепло, выделяющееся при затвердевании льда, должно быть равно теплу, необходимому для его плавления и нагрева воды до новой температуры.
Для расчета температуры воды можно использовать следующую формулу:
Qлед = Qвода
где Qлед — теплота, выделяющаяся при плавлении 5 г льда, а Qвода — теплота, необходимая для нагрева 200 г воды до новой температуры.
Теплота, выделяющаяся при плавлении льда, равна:
Qлед = mлед * Lпл
где mлед — масса льда, а Lпл — удельная теплота плавления льда, равная 334 Дж/г.
Теплота, необходимая для нагрева воды, равна:
Qвода = mводы * cводы * ΔT
где mводы — масса воды, cводы — удельная теплоемкость воды, равная 4,18 Дж/(г*°C), а ΔT — изменение температуры воды.
Таким образом, уравнение для расчета температуры воды будет выглядеть следующим образом:
mлед * Lпл = mводы * cводы * ΔT
Подставляя известные значения, получим:
5 г * 334 Дж/г = 200 г * 4,18 Дж/(г*°C) * (T — 25 °C)
1670 Дж = 836 Дж/°C * (T — 25 °C)
T — 25 °C = 1670 Дж / 836 Дж/°C
T — 25 °C = 1,99 °C
T = 26,99 °C
Таким образом, температура воды после таяния 5 г льда составит 26,99 °C.
