Физика. Молекулярная физика. Термодинамика, 10 класс (А. И. Ромашкевич) 2007

Страница № 067.

Учебник: Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 класс: Учимся решать задачи / А. И. Ромашкевич. — М.: Дрофа, 2007. — 94, [2] с.: ил.

Страницы учебника:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, «67», 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95

Если вода охладится до О °С, она отдаст Q_x = тс_вД7\ = 3 • 4,19 • 10³ • 40 = 502,8 • 1C³ (Дж).

Лед будет получать отдаваемую водой энергию. Чтобы нагреться до темпэратуры плавления (0 °С), ему потребуется

Q₂ = Мс_дАТ_г = 2 • 2,1 • 10³ •10 = 42• 10³ (Дж).

Сравнивая Q_t и Q₂» убеждаемся, что «запаса» анергии воды с лихвой хватает, чтобы нагреть лед до температуры плавления.

Пока можно сказ т>, что лед будет таять. Для превращения всей массы льда в воду потребуется еще

Q₃=Mk = 2 • 333 • 10³ = 666 • 10³ Дж.

Видим, что для нагрева льда до температуры 0 °С и его последующего расплавления требуется

Q₂ + = ⁴² * Ю³ + 666 • 10³ = 708 • 10³ Дж.

А вода при остывании до 0 °С может отдать только 502,8 • 10³ Дж.

Теперь ясно, что лед растает только частично и в равновесном состоянии в калориметре будет смесь льда и воды. Конечная температура t_K = 0 °С.

В принципе задача решена, но теперь мы можем записать уравнение теплового баланса, чтобы узнать, сколько льда растаяло:

^Мсл(*к “ *1> + ^Мх^К + ^тсв(*к ~ *2> = °-

Здесь М_х — масса растаявшего льда.

(Изменение температур выражается одним и тем же числом и в шкале Цельсия, и в абсолютной икале температур.)

Последнее; равенство позволяет вычислить М_х:

_ mc_B(t₂ ~ t_K) - - t₂) _ Qi - Q'i

X k X

- J _ 502,8 • 10³ - i2 • 10 ОО / V

^Xux 333 ■ 10³ ~ 1,38 (кг).

Ответ,'. t_K= 0 °C, M_x ~ 1,38 кг

Страницы учебника:

Все учебники по физике: