2. В калориметре находился лед при температуре t₁ = -5° С Какой была масса льда m₁, если после добавления в калориметр m₂ = 4 кг воды, имеющей температуру t2 = 20° C и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной t = 0° причем в калориметре была только вода?

Дано: * t_льда = -5°C * m_воды = 4 кг = 4000 г * t_воды = 20 °C * t_конечн = 0 °C * c_воды = 4.186 Дж/(г*°C) * c_льда = 2.1 Дж/(г*°C) * λ = 330 Дж/г (удельная теплота плавления льда) Найти: m_льда Решение: 1. Запишем уравнение теплового баланса. Тепло, отданное водой, равно теплу, полученному льдом. Q_воды = Q_льда 2. Вода охлаждается до 0 °C. Тепло, отданное водой: Q_воды = m_воды * c_воды * (t_воды - t_конечн) Q_воды = 4000 * 4.186 * (20-0) Q_воды = 334880 Дж 3. Лед нагревается до 0 °C, а потом плавится. Тепло, полученное льдом: Q_льда = m_льда * c_льда * (0 - t_льда) + m_льда * λ Q_льда = m_льда * 2.1 * (0 - (-5)) + m_льда * 330 Q_льда = 10.5 * m_льда + 330 * m_льда = 340.5 * m_льда 4. Приравняем тепло, отданное водой, к теплу, полученному льдом: 334880 = 340.5 * m_льда m_льда = 334880 / 340.5 m_льда = 983.5 г Ответ: Масса льда была 983.5 г или 0.9835 кг