100 гр льда, взятого при температуре tльда=0 градусов цельсия, смешали в калориметре со 100 гр воды, температура которой tводы=70 градусов цельсия. Определите конечную температуру смеси. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*К, удельная теплота плавления льда 3.3*10 в5 степени Дж/кг, теплоемкостю калориметра пренебречь.

mл = 100 г = 0,1 кг.

tл = 0 °C.

mв = 100 г = 0,1 кг.

tв = 70 °C.

Cв = 4200 Дж/кг * °C.

qл = 3,3 * 10^5 Дж/кг.

t - ?

При смешивании льда с водой, вода охлаждаясь отдаст количество теплоты Qв, которое определяется формулой: Qв = mв * Cв * (tв - t).

Это количество теплоты Qв пойдёт на плавление льда и нагревания воды, которая получится при плавлении льда.

Qв = 0,1 кг * 4200 Дж/кг * °C * (70 °C - 0 °C) = 29400 Дж.

Количество тепловой энергии, необходимое для плавление льда определяется формулой: Qл = qл * mл.

Qл = 0,1 кг * 3,3 * 10^5 Дж/кг = 33000 Дж.

Видим, что тепловой энергии, которая выделяется при охлаждении воды не достаточно чтобы расплавить весь лёд: Qв < Qл.

Ответ: температура смеси станет t = 0 °C.