По условию задачи теплоемкостью калориметра можно пренебречь. Поскольку в калориметре лед растаял не весь (часть его плавает в воде), то будем считать конечную температуру воды нулевой. Тогда: 1) При остывании воды выделилось Q₁ = c₁*m₁*Δt₁ = 4200*1,2*20= 100 800 Дж 2) Растаяло льда: m₂ = 1 - 0,84=0,16 кг 3) Пусть температура льда была (-X)°C Тогда на нагревание этого льда потребовалось Q₂=c₂*m1*X = 2100*1*X = 2100*X Дж Лед необходимо превратить в воду: Q₃ = m₂*λ = 0,16*3,3*10⁵ = 52 800 Дж 4) А теперь можно составить уравнение теплового баланса: Q₁ = Q₂+Q₃ 100 800 = 336*X+52800 2100*X = 48 000 X = 48 000 / 2100 ≈ 23°C
i = Imax*sin (ω*t)
Тогда, учитывая исходное уравнение, имеем
ω = 400*π рад/с
Тогда период:
T = 2π/ω = 2π / (400*π) = 2/400 = 0,005 с = 5*10⁻³ с (1)
По формуле Томсона:
T = 2*π*√ (L*C) (2)
Приравняем (2) и (1)
2*π*√ (L*C) = 5*10⁻³ (3)
Возведем обе части уравнения (3) в квадрат:
4*π²*L*C = 25*10⁻⁶
L = 25*10⁻⁶ / (4*π²*С).
По условию:
π² = 10.
Подставляем данные:
L = 25*10⁻⁶ / (4*10*5*10⁻⁶) = 25 / 200 = 0,125 Гн = 125 мГн
Поскольку в калориметре лед растаял не весь (часть его плавает в воде), то будем считать конечную температуру воды нулевой.
Тогда:
1)
При остывании воды выделилось
Q₁ = c₁*m₁*Δt₁ = 4200*1,2*20= 100 800 Дж
2)
Растаяло льда:
m₂ = 1 - 0,84=0,16 кг
3)
Пусть температура льда была (-X)°C
Тогда на нагревание этого льда потребовалось
Q₂=c₂*m1*X = 2100*1*X = 2100*X Дж
Лед необходимо превратить в воду:
Q₃ = m₂*λ = 0,16*3,3*10⁵ = 52 800 Дж
4)
А теперь можно составить уравнение теплового баланса:
Q₁ = Q₂+Q₃
100 800 = 336*X+52800
2100*X = 48 000
X = 48 000 / 2100 ≈ 23°C
Значит, лед имел температуру:
t = -X = - 23°C