
В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лед. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 °С, 20% воды превратилось в лед. Удельная теплоемкость материала болта равна 500 Дж/(кг · К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоемкостью калориметра пренебречь.
Решение. Так как вода и лед находятся в тепловом равновесии, то и до опускания болта, и после его нагревания температура в сосуде t0 = 0 °С. Согласно уравнению теплового баланса количество теплоты, выделившееся при замерзании воды, было затрачено на нагревание болта: где m — масса воды в сосуде, m1 — масса болта, с — удельная теплоемкость болта, r — удельная теплота плавления льда, t — начальная температура болта. Получим:
Ответ: m = 0,05 кг.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: условие теплового равновесия воды и льда, формулы для расчета количества теплоты при нагревании и кристаллизации, уравнение теплового баланса); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный | 2 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты. ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: