СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 25 № 3290

В калориметре находится вода, масса которой 100 г и температура 0 °С. В него добавляют кусок льда, масса которого 20 г и температура –5 °С. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нём теплового равновесия? Ответ приведите в градусах Цельсия.

Решение.

Система находится в калориметре, следовательно, теплопотерями можно пренебречь. Вся энергия, которая выделяется при замерзании воды, идёт на нагрев льда. Определим сперва, сколько нужно энергии, чтобы нагреть весь лёд до : Теперь определим, сколько энергии выделится, если вся вода замёрзнет: Поскольку вся вода не успеет замёрзнуть, пока лёд нагреется до нуля. Когда температуры сравняются, теплообмен закончится. Таким образом, конечная температура содержимого калориметра равна

 

Ответ: 0.

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Рахмаев АО ага, щас (РОССИЯ) 24.05.2012 14:07

Товарищи! Вы заведомо знали что до нуля нагреется лед.

Я все решил и нашел температуру - -0,7 цельсия градусеров.

Жду обьяснений!!!!!

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Вовсе не заведомо. В решении сначала проводится проверка, оценивается, сколько тепла нужно для нагревания льда до температуры плавления. Потом вычисляется, сколько тепла выделится при замерзании воды. Оказывается, что вторая величина больше первой, а значит, весь начальный лед нагреется до , часть воды превратится в лед, а часть по-прежнему останется в жидком состоянии. Когда температуры сравняются, установится тепловое равновесие, дальше температура содержимого калориметра изменяться не будет.

Рахмаев АО ага, щас (РОССИЯ) 24.05.2012 15:25

Спасибо, камрад!

Голову разбил решая, теперь сдам ЕГЭ на 100 баллов! А хотя вы наврное не оставите этот комент, но спасибо не знаю куда писать. Круто, главное что быстро!

Алексей (Санкт-Петербург)

Да не за что! Обращайтесь.

А для "спасибо" тут целый раздел заготовлен :)

Гость 30.05.2012 13:30

1) Правильно ли я понял процесс: лед кинули в воду,у которой тут же начался процесс кристаллизации(т.к. она уже находилась при температуре кристаллизации). Через небольшое кол-во времени некая часть теплоты(а именно 210 Дж), которая выделилась при процессе кристаллизации, пойдет на нагрев льда,к-ый после этого станет 0 градусов. И вот тут-то учитывая,что при кристаллизации температура в-ва не изменяется(у воды она 0 градусов) устанавливается тепловой баланс.

2)Что бы было, если Q2 было бы меньше Q1? Невозможно было бы решить задачу?

3)Допустим,что вода замерзла вся до конца. Можно ли вычислить как-то температуру вещества(уже льда) сразу после окончания процесса кристаллизации?

Заранее Спасибо)

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

1) Все верно. Часть воды замерзнет, лед нагреется до . Дальше устанавливается тепловое равновесие. Количество льда и воды перестает меняться.

2,3) Два вопроса очень близки, поэтому отвечу сразу. Если окажется, что в точности , это означает, что в конце будет только лед при температуре . То есть пока начальный лед нагреется до этой температуры, вся вода как раз успеет превратится в лед.

Если окажется, что , конечно, задачу решить можно. Просто придется составить тепловой баланс. Теперь в конечном состоянии будет лед при минусовой температуре. Обозначим ее через . Тогда, все тепло, выделяющееся при кристаллизации воды и при охлаждении получившегося куска льда до идет на нагрев первоначального куска льда:

.

Решив это уравнение, можно найти значение .

Марина Маринина (Биробиджан) 03.06.2012 05:29

Здравствуйте!

Никак не могу понять, почему мы используем в формуле вычисления количества выделившейся энергии при замерзании воды Q2 удельную теплоту плавления льда... Плавление льда равносильно замерзанию воды?

Алексей (Санкт-Петербург)

Плавление и кристаллизация  —   обратные процессы (точно также как кипение и конденсация). Для плавления к телу необходимо подводить тепло, при отвердевании тепло само выделяется. При этом формула для тепла одна и та же: . Просто при составлении теплового баланса нужно учитывать направление теплопередачи.