Контрольные задания > Решите задачу по физике, используя предоставленные данные и формулы. Запишите решение по шагам с подробными объяснениями. Дано: m₁ = 0,2 кг m₂ = 0,1 кг t₁ = 10 °C t₂ = 0 °C m = 0,0093 кг t = 9 °C c₁ = 400 Дж/(кг·°C) c₂ = 4200 Дж/(кг·°C)
Вопрос:

Решите задачу по физике, используя предоставленные данные и формулы. Запишите решение по шагам с подробными объяснениями. Дано: m₁ = 0,2 кг m₂ = 0,1 кг t₁ = 10 °C t₂ = 0 °C m = 0,0093 кг t = 9 °C c₁ = 400 Дж/(кг·°C) c₂ = 4200 Дж/(кг·°C)

Ответ:

  1. Запишем уравнение теплового баланса: $$Q_к + Q_б = Q_л + Q_{пл}$$, где:
    • $$Q_к$$ - теплота, отданная калориметром при охлаждении.
    • $$Q_б$$ - теплота, отданная водой при охлаждении.
    • $$Q_л$$ - теплота, затраченная на плавление льда.
    • $$Q_{пл}$$ - теплота, полученная водой, образовавшейся при плавлении льда, при нагревании.
  2. Запишем формулу для расчета теплоты, отданной калориметром при охлаждении: $$Q_к = c_к \cdot m_к \cdot (t_1 - t)$$, где:
    • $$c_к$$ - удельная теплоемкость калориметра, 400 Дж/(кг·°C).
    • $$m_к$$ - масса калориметра, 0,2 кг.
    • $$t_1$$ - начальная температура, 10 °C.
    • $$t$$ - конечная температура, 9 °C.
    $$Q_к = 400 \cdot 0.2 \cdot (10-9) = 80 \text{ Дж}$$
  3. Запишем формулу для расчета теплоты, отданной водой при охлаждении: $$Q_б = c_б \cdot m_б \cdot (t_1 - t)$$, где:
    • $$c_б$$ - удельная теплоемкость воды, 4200 Дж/(кг·°C).
    • $$m_б$$ - масса воды, 0,1 кг.
    • $$t_1$$ - начальная температура, 10 °C.
    • $$t$$ - конечная температура, 9 °C.
    $$Q_б = 4200 \cdot 0.1 \cdot (10-9) = 420 \text{ Дж}$$
  4. Запишем формулу для расчета теплоты, затраченной на плавление льда: $$Q_л = \lambda \cdot m$$, где:
    • $$\lambda$$ - удельная теплота плавления льда, которую нужно найти.
    • $$m$$ - масса льда, 0,0093 кг.
  5. Запишем формулу для расчета теплоты, полученной водой, образовавшейся при плавлении льда, при нагревании: $$Q_{пл} = c_б \cdot m \cdot (t - t_2)$$, где:
    • $$c_б$$ - удельная теплоемкость воды, 4200 Дж/(кг·°C).
    • $$m$$ - масса льда, 0,0093 кг.
    • $$t$$ - конечная температура, 9 °C.
    • $$t_2$$ - начальная температура, 0 °C.
    $$Q_{пл} = 4200 \cdot 0.0093 \cdot (9 - 0) = 35.154 \text{ Дж}$$
  6. Подставим все значения в уравнение теплового баланса: $$80 + 420 = \lambda \cdot 0.0093 + 35.154$$ $$500 = \lambda \cdot 0.0093 + 35.154$$ $$\lambda \cdot 0.0093 = 500 - 35.154$$ $$\lambda \cdot 0.0093 = 464.846$$ $$\lambda = \frac{464.846}{0.0093} = 49983.44 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$
  7. Ответ: удельная теплота плавления льда равна $$\lambda =$$ 49983.44 Дж/кг.
Смотреть решения всех заданий с листа