В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при 20 C, положили 1 кг льда, имеющего Условие задачи: В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при 20 °C, положили 1 кг льда, имеющего температуру -10 °C. Какая температура установится в калориметре? Задача №5.2.37 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ» Дано: m1=1,5 кг, t1=20∘ C, m2=1 кг, t2=−10∘ C, t−? Решение задачи: Из условия задачи совершенно непонятно, растает ли лёд полностью, а может он вообще даже не начнёт плавиться. Значит нам нужно провести оценку. Для начала определим численно количество теплоты Q1, выделяемое водой массой m1 при охлаждении от температуры t1 до температуры плавления льда tп (tп=0∘ C), по формуле: Q1=c1m1(t1–tп) Удельная теплоёмкость воды c1 равна 4200 Дж/(кг·°C). Q1=4200⋅1,5⋅(20–0)=126000Дж=126кДж Далее посчитаем численно количество теплоты Q2, необходимое для нагревания льда массой m2 от температуры t2 до температуры плавления льда tп, по формуле: Q2=c2m2(tп–t2) Удельная теплоёмкость льда c2 равна 2100 Дж/(кг·°C). Q2=2100⋅1⋅(0–(–10))=21000Дж=21кДж И напоследок определим количество теплоты Q3, необходимое для плавления льда массой m2, по следующей известной формуле: Q3=λm2 Удельная теплота плавления льда λ равна 330 кДж/кг. Q3=330⋅103⋅1=330000Дж=330кДж
Перерисуем в более понятную схему (рисунок в прикреплённом файле).
Найдём R_cR
c
- суммарное сопротивление резисторов с сопротивлениями R_1R
1
и R_2R
2
R_c=\frac{R_1\cdot R_2}{R_1+ R_2} =\frac{8\cdot 4}{8+ 4} =\frac{32}{12} =\frac{8}{3}R
c
=
R
1
+R
2
R
1
⋅R
2
=
8+4
8⋅4
=
12
32
=
3
8
Ом
I=I_1+I_2I=I
1
+I
2
, т.к. системы подключены последовательно
U_1=U_2=UU
1
=U
2
=U , т.к. резисторы подключены параллельно
U=IR_c=\frac{3}{2} \cdot \frac{8}{3}=4U=IR
c
=
2
3
⋅
3
8
=4 В
U=I_1R_1U=I
1
R
1
\Rightarrow⇒ I_1=\frac{U}{R_1} = \frac{4}{8} =0,5I
1
=
R
1
U
=
8
4
=0,5 A
I_2= I-I_1=1,5-0,5=1I
2
=I−I
1
=1,5−0,5=1 А
В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при 20 C, положили 1 кг льда, имеющего Условие задачи: В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при 20 °C, положили 1 кг льда, имеющего температуру -10 °C. Какая температура установится в калориметре? Задача №5.2.37 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ» Дано: m1=1,5 кг, t1=20∘ C, m2=1 кг, t2=−10∘ C, t−? Решение задачи: Из условия задачи совершенно непонятно, растает ли лёд полностью, а может он вообще даже не начнёт плавиться. Значит нам нужно провести оценку. Для начала определим численно количество теплоты Q1, выделяемое водой массой m1 при охлаждении от температуры t1 до температуры плавления льда tп (tп=0∘ C), по формуле: Q1=c1m1(t1–tп) Удельная теплоёмкость воды c1 равна 4200 Дж/(кг·°C). Q1=4200⋅1,5⋅(20–0)=126000Дж=126кДж Далее посчитаем численно количество теплоты Q2, необходимое для нагревания льда массой m2 от температуры t2 до температуры плавления льда tп, по формуле: Q2=c2m2(tп–t2) Удельная теплоёмкость льда c2 равна 2100 Дж/(кг·°C). Q2=2100⋅1⋅(0–(–10))=21000Дж=21кДж И напоследок определим количество теплоты Q3, необходимое для плавления льда массой m2, по следующей известной формуле: Q3=λm2 Удельная теплота плавления льда λ равна 330 кДж/кг. Q3=330⋅103⋅1=330000Дж=330кДж
Источник: https://easyfizika.ru/zadachi/termodinamika/v-kalorimetr-soderzhashhij-1-5-kg-vody-pri-20-c-polozhili-1-kg-lda-imeyushhego/