ID: 00025684
В стакан калориметра, содержащий 351 г воды, опустили кусок льда массой m , имевший температуру 0 ° С. Начальная температура калориметра и воды 45 ° С.
В момент времени, когда наступило тепловое равновесие, температура воды и калориметра стала равной 5 ° С. Чему равна масса m ? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Ответ дайте в г.
Источник: ФИПИ
Лёд при 0\,^\circ\text{C} бросают в тёплую воду — лёд сначала тает, забирая теплоту на плавление, а талая вода ещё и нагревается вместе с остальной водой до общей температуры равновесия.
Уравнение теплового баланса: теплота, которую отдаёт остывающая вода, идёт на плавление льда и на нагрев получившейся из него воды: c m_в(45-5)=\lambda m+c\,m(5-0).
Берём c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}, \lambda=3{,}3\cdot10^5\ \text{Дж/кг}, массу воды m_в=0{,}351 кг.
Левая часть: 4200\cdot0{,}351\cdot40=58\,968 Дж. Правая часть: \lambda m+cm\cdot5=(330\,000+21\,000)m=351\,000\,m.
Отсюда m=\dfrac{58\,968}{351\,000}=0{,}168 кг=168 г.