Объяснение:
Дано:
Калориметр
m₁ = 30 г = 0,030 кг
t₁ = 24⁰ C
c₁ = 880 Дж / (кг·⁰С) - удельная теплоемкость алюминия
Вода
m₂ = 100 г = 0,100 кг
t₂ = t₁ = 24 ⁰С
с₂ = 4200 Дж/ (кг·⁰С) - удельная теплоемкость воды
Лед
m₃ = 150 г = 0,150 кг
t₃ = 0⁰C
λ = 330 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
mₓ - ?
t - ?
1)
Количество теплоты, необходимое для остывания калориметра до 0⁰С:
Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t₃) = 880*0,030*(24-0) ≈ 630 Дж
2)
Количество теплоты, необходимое для остывания воды до 0°С
Q₂ = c₂*m₂*(t₂ - t₃) = 4200*0,100*(24-0) ≈ 10 080 Дж
Суммарное количество теплоты:
Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 630 + 10 080 = 10 710 Дж
3)
Количество теплоты необходимое для плавления льда при 0⁰С:
Q₃ = λ*mₓ
Масса растаявшего льда:
mₓ = Q₃ / λ
Поскольку теплообмен отсутствует, то Q₃ = Q₁₂
mₓ = 10 710 / 330 000 ≈ 0,032 кг или 32 г
Вывод:
Лед весь не растает.
В калориметре установится температура 0°С
1. сначала находим количество энергии, необходимой для полного растопления льда. Q = "лямбда" * m, где "лямбда" = 330 * 10^3 Дж\кг.
Q = 330000 * 0.15 = 49500 Дж.
2. Находим энергию воды, которую может она отдать:
Q = cmT = 4200 * 0.03 * 24 = 3024 Дж.
3. Очевидно, все растопить не получится. Находим "дельта"Q = Q1 - Q2 = 49500 - 3024 = 46476 Дж.
4. Масса льда в этом случае, которая не раствориться m = "дельта"Q / "лямбда" = 46476/330000 = 0.141 кг = 141 г
