1. В калориметре находился 1 кг льда. Чему равна первоначальная температура льда, если после добавления в калориметр 20 г воды, имеющей температуру 20 °С, в калориметре установилось тепловое равновесие при -2°С? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.

Дано: * m_льда = 1 кг = 1000 г * m_воды = 20 г * t_воды = 20 °C * t_конечн = -2 °C * c_воды = 4.186 Дж/(г*°C) * c_льда = 2.1 Дж/(г*°C) Найти: t_льда Решение: 1. Запишем уравнение теплового баланса. Тепло, отданное водой, равно теплу, полученному льдом. Q_воды = Q_льда 2. Вода охлаждается до -2 °C. Тепло, отданное водой: Q_воды = m_воды * c_воды * (t_воды - t_конечн) Q_воды = 20 г * 4.186 Дж/(г*°C) * (20°C - (-2°C)) Q_воды = 20 * 4.186 * 22 = 1841.84 Дж 3. Лед нагревается до -2 °C. Тепло, полученное льдом: Q_льда = m_льда * c_льда * (t_конечн - t_льда) Q_льда = 1000 * 2.1 * (-2 - t_льда) 4. Приравняем тепло, отданное водой, к теплу, полученному льдом: 1841.84 = 1000 * 2.1 * (-2 - t_льда) 1841.84 = -4200 - 2100*t_льда 2100 * t_льда = -4200 - 1841.84 2100 * t_льда = -6041.84 t_льда = -6041.84/2100 t_льда = -2.87 °C Ответ: Первоначальная температура льда была -2.87 °C.