Question

В ходе лабораторной работы изучалось уравнение теплового баланса. В опыте использовалось два калориметра.  В первом калориметре находилось 450 г воды при температуре 57 0С, а во втором – 300г льда и вода при температуре 0 0С. Какой была масса воды во втором калориметре, если после добавления всего содержимого второго калориметра к первому, установилась температура 2 0С? Теплоемкостью калориметров пренебречь.

Answer 1

Дано:  
m1 = 450 г (масса воды в первом калориметре)  
T1 = 57 °C (температура воды в первом калориметре)  
m2 = 300 г (масса льда и воды во втором калориметре)  
T2 = 0 °C (температура смеси льда и воды во втором калориметре)  
T3 = 2 °C (установившаяся температура после смешения)  

Найти:  
Масса воды во втором калориметре  

Решение:  
При смешивании двух систем применяется уравнение теплового баланса:  
m1 * c * (T3 - T1) = m2 * c * (T3 - T2)  

Где m1 и m2 - массы веществ в калориметрах, c - удельная теплоемкость воды.  

Переведем все массы в килограммы для удобства вычислений:  
m1 = 0.45 кг  
m2 = x кг  

Учитывая, что при смешивании льда и воды происходит плавление льда и нагревание получившейся воды до установившейся температуры, можно записать уравнение:  
0.45 * 4186 * (2 - 57) = x * 4186 * (2 - 0)  

Решив это уравнение, найдем массу воды во втором калориметре:  
-94.35 = 8372x  
x = -0.0113 кг = 11.3 г  

Ответ:  
Масса воды во втором калориметре составляет 11.3 г.