ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
Главная
Курсы
Куратор
Подписка
23. Молекулярная физика. Электродинамика: расчетная задача: #208423
Кусок льда, имеющий температуру $0^\circ\text{C},$ помещен в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лед в воду температурой $20^\circ\text{C},$ требуется количество теплоты $100\,\text{кДж}.$ Какая температура установится внутри калориметра, если лед получит от нагревателя количество теплоты $75\,\text{кДж}?$ Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.
$1.$ Определяем массу льда из полного процесса нагрева: $$ Q_{\text{полн}} = m(\lambda + c \Delta t) = 100\,\text{кДж} $$ $$ m = \frac{100}{\lambda + c \cdot 20} $$ $2.$ Подставляем значения: $$ \lambda = 330\,\text{кДж/кг}, \quad c = 4.2\,\text{кДж/(кг$\cdot^\circ$C)} $$ $$ m = \frac{100}{330 + 4.2 \cdot 20} = \frac{100}{330 + 84} = \frac{100}{414}\,\text{кг} $$ $3.$ Находим теплоту, необходимую для плавления всего льда: $$ Q_{\text{плав}} = m \lambda = \frac{100}{414} \cdot 330 \approx 79.7\,\text{кДж} $$ $4.$ Сравниваем с полученной теплотой: $$ 75\,\text{кДж} < 79.7\,\text{кДж} $$ $5.$ Поскольку теплоты недостаточно для полного плавления, установится температура $0^\circ\text{C}.$
Ответ: температура в калориметре составит $0^\circ\text{C}.$
20
