ID: 00002861
В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 15 °C, добавили 20 г мокрого снега. Температура в калориметре стала равна 10 °C. Сколько воды было в снеге?
Источник: ФИПИ
Мокрый снег — это смесь льда и воды при 0 °С. Когда его бросают в тёплую воду, вода остывает и отдаёт тепло, а лёд из снега плавится. Зная конечную температуру, по тепловому балансу найдём, сколько в снеге было льда, а потом — сколько воды.
Тепло, отданное водой. Вода (200 г) остывает с 15 до 10 °С: Q_{отд}=c_в\cdot0{,}2\cdot5=4200\cdot0{,}2\cdot5=4200 Дж.
Тепло, принятое снегом. Пусть в снеге было x льда. Лёд плавится (\lambda x), затем вся талая вода и бывшая вода снега (20 г) нагреваются с 0 до 10 °С (c_в\cdot0{,}02\cdot10=840 Дж): Q_{пр}=\lambda x+840.
Найдём воду в снеге. Баланс: 4200=\lambda x+840, откуда \lambda x=3360 и x=\dfrac{3360}{3{,}3\cdot10^5}\approx0{,}0102 кг \approx10 г льда. Тогда воды в снеге было 20-10\approx10 г.
10