Тепловой Баланс

Задание №21. Расчётная задача высокого уровня

№2. Задание 21

ID: 00039993

В калориметр поместили 200 г мокрого снега и долили 200 г воды при температуре 100 °С. После этого снег растаял, и в калориметре установилась температура 20 °С. Сколько замерзшей воды содержал мокрый снег первоначально?

Источник: ФИПИ

Решение

«Мокрый снег» — это смесь льда и уже растаявшей воды при 0 °С. Горячая вода, остывая, тратит тепло на две вещи: расплавить лёд и нагреть всю получившуюся воду (200 г) до конечных 20 °С.

Тепло, отданное горячей водой при остывании со 100 до 20 °С: $Q_{отд}=m_гc(100-20)=0{,}2\cdot4200\cdot80=67\,200$ Дж.

Тепло на нагрев уже растаявшего снега (масса 200 г) от 0 до 20 °С: $Q_{нагр}=m_сc(20-0)=0{,}2\cdot4200\cdot20=16\,800$ Дж.

Оставшееся тепло пошло на плавление льда: $Q_{плав}=Q_{отд}-Q_{нагр}=67\,200-16\,800=50\,400$ Дж.

Масса льда: $m_{льда}=\dfrac{Q_{плав}}{\lambda}=\dfrac{50\,400}{3{,}3\cdot10^{5}}\approx0{,}153$ кг, где $\lambda=3{,}3\cdot10^{5}$ Дж/кг — удельная теплота плавления льда.

Ответ

m_{льда}\approx0{,}153

кг (153 г)

Другие задания по теме «Тепловой Баланс» (8)