200 г льда взятого при температуре 15 смешали с кипятком через некоторое время
В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 15 °С, добавили 20 г мокрого снега. Температура в калориметре стала равна 10 °С. Сколько воды было в снеге?
Обозначим за 
массу воды в снеге, тогда масса льда 
где 
— масса всего снега.
Количество теплоты, полученное льдом при его таянии при 
Количество теплоты, полученное при нагреве воды из всего снега до конечной температуры 
:
Количество теплоты, отданное водой в калориметре при охлаждении её от 
до :
Уравнение теплового баланса: 
Объединяя все выражения, получаем:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; 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 расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 | ||||||
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2 | ||||||
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. Источник 200 г льда взятого при температуре 15 смешали с кипятком через некоторое времяВ 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. 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
Товарищи! Вы заведомо знали что до нуля нагреется лед. Я все решил и нашел температуру — -0,7 цельсия градусеров. 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 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! Да не за что! Обращайтесь. А для «спасибо» тут целый раздел заготовлен 🙂 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? 1) Все верно. Часть воды замерзнет, лед нагреется до 2,3) Два вопроса очень близки, поэтому отвечу сразу. Если окажется, что в точности Если окажется, что
Решив это уравнение, можно найти значение 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? 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: Источник ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ ТЕРМОДИНАМИКА Часть 2Уравнение теплового баланса Задача 1. Какова масса свинца, взятого при температуре 300 К и нагретого до температуры 600 К, если на нагревание затрачено 156 кДж теплоты? Удельная теплоемкость свинца 130Дж/(кг К). Задача 2. На нагревание 0,3 кг льда на 75 °С и 3 кг железа на 31,5 °С требуется одинаковое количество тепла. Найти отношение удельной теплоемкости льда к удельной теплоемкости железа. Задача 3. Сколько затрачено теплоты для превращения в кипяток 2 кг льда, взятого при 0 °С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг К). Удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг. Ответ дать в килоджоулях. Задача 4. Кусок льда массой 1 кг при температуре — 20 °С нагрели, сообщив ему 0,5 МДж теплоты. Удельная теплоемкость льда 2,1 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления 330 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг • К). Определить установившуюся температуру в градусах Цельсия с точностью до единиц. Потерями теплоты пренебречь. Задача 5. К 50 г воды при температуре 8 °С добавили 20 г воды с температурой 50 °С. Найти в градусах Цельсия установившуюся температуру. Задача 6 . Сколько кг воды при 95 °С нужно добавить к 300 г воды при 25 °С, чтобы получить воду с температурой 67 °С. Задача 7. Для ванны нужно приготовить 300 кг воды при температуре 36 °С. Температура горячей воды 70 °С, температура холодной воды 10 °С. Сколько килограммов горячей воды надо взять? Задача 8 . Кусок меди массой 200 г, нагретый до температуры 800 °С бросают в сосуд, содержащий 1,1 кг воды при температуре 20 °С. Какова удельная теплоемкость меди, если вода нагрелась до 30 °С? Теплоемкостью сосуда пренебречь. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг • К) Задача 9. Смешали 50 г воды при температуре 8 °С, 20 г при 50 °С, 10 г при 70 °С и добавили 20 г кипятка. Какая получилась температура? Ответ дать в градусах Цельсия. Задача 10. Для получения льда в холодильных машинах испаряют жидкий аммиак. Какое количество аммиака надо испарить, чтобы из 14 кг воды при 0 °С получить 14 кг льда при 0 °С? Удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования аммиака 1,4 МДж/кг. Задача 11. Некоторое количество жидкости, взятой при температуре плавления, охлаждается за счет испарения. Какая часть массы перейдет в твердое состояние? Удельная теплота плавления и теплота парообразования равны 500 кДж/кг и 2000 кДж/кг. Задача 12. Смесь из 4,6 кг льда и 15,4 кг воды при общей температуре 0 °С, нагревают до 80 °С пропусканием водяного пара при 100 °С. Определить нужную массу пара. Удельная теплоемкость воды 4,2кДж/(кг К), теплота плавления льда 336 кДж/кг, теплота парообразования 2316 кДж/кг. Ответ округлить до десятых долей килограмма. Задача 13. В калориметре находится 400 г льда при температуре 0 °С. Какая часть льда растает, если в сосуд налить 100 г воды при температуре 66 °С? Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Ответ дать в процентах. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг • К) Задача 14. В медный стакан калориметра массой 200 г, содержащий воду массой 150 г, опустили кусок льда, имевший температуру 0 °С. Начальная температура калориметра с водой равна 25 °С. После того как весь лед растаял, температура воды и калориметра стала 5 °С, Определите массу льда. Удельная теплоемкость меди равна 390 Дж/(кг • К), удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления льда равна 333 кДж/кг. Ответ выразите в граммах. Задача 15. 400 г льда при температуре —30 °С погрузили в 0,38 л воды при температуре 100 °С. Какая установится окончательная температура смеси в градусах Цельсия? Удельные теплоемкости льда и воды равны 2,1 кДж/(кг • К) и 4,2 кДж/(кг • К), теплота плавления льда 336 кДж/кг. Задача 16. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 260 м/с, попадает в доску и застревает в ней. Считая, что 10 % кинетической энергии пули идет на ее нагревание, найти, на сколько градусов нагрелась пуля. Удельная теплоемкость свинца 130 Дж/(кг • К). Задача 17. С какой скоростью должна лететь льдинка, имеющая температуру 273 К, чтобы при ударе о преграду расплавиться? Считать, что вся кинетическая энергия при ударе перейдет во внутреннюю энергию льдинки. Удельная теплота плавления льда 320 кДж/кг. Задача 18. Тело с удельной теплоемкостью 350 Дж/(кг • К) падает с высоты 3 м и отскакивает при ударе о землю со скоростью 5 м/с. Считая, что нагревается только данное тело, определить изменение его температуры. Задача 19. На сколько градусов нагрелась бы вода при падении с высоты 21 м, если бы вся кинетическая энергия воды превратилась в теплоту? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг К). Задача 20. Стальной шар, падая, достиг скорости 43 м/с и, ударившись о землю, подскочил на высоту 2,45 м. Найти изменение температуры шара при ударе. Удельная теплоемкость стали 450 Дж/(кг • К). Задача 21. Тело с удельной теплоемкостью 25 Дж/(кг • К) на высоте 10 м имеет скорость 10 м/с. На сколько градусов изменится температура тела, если при ударе о землю половина энергии пойдет на его нагревание? Задача 22. С какой минимальной скоростью должен влететь железный метеорит в атмосферу, чтобы при торможении он полностью расплавился? Начальная температура метеорита 273 К, температура плавления 1773 К, удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг К), удельная теплота плавления 310 кДж/кг. Вся энергия движения метеорита переходит в тепло. Задача 23. Определить мощность электрического чайника, если в нем за 20 мин нагревается 1,5 кг воды от 20 до 100 °С при КПД равном 0,6. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • К). Задача 24. В электрический кофейник налили воду объемом 0,75 л и включили нагреватель. Через 20 мин после включения вся вода выкипела. Мощность нагревателя равна 2 кВт, КПД нагревателя равен 0,75. Какова была начальная температура воды? Ответ выразите в градусах Цельсия, округлив до целого числа. Удельная теплота парообразования воды 2000 кДж/кг. Задача 25. Сколько килограммов воды можно довести до кипения на плитке мощностью 700 Вт за 10 мин? Начальная температура воды 293 К, атмосферное давление нормальное, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг • К), КПД плитки 100 %. Задача 26. Определить массу льда, при 0 °С растаявшего под колесами автомобиля, если последний буксовал в течение 40 с. Мощность автомобиля 90 кВт, а на буксовку уходит 42 % всей мощности. Теплота плавления льда 336 кДж/кг. Задача 27. При сверлении металла ручной дрелью сверло массой 50 г за 3 мин непрерывной работы нагрелось на 90 К. Считая, что на нагревание сверла пошло 23 % всей затраченной энергии, определить развиваемую при сверлении мощность. Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг • К). Задача 28. Сколько получится кипятка, если 4 кг льда, взятого при 273 К, нагревать в течение часа электропечью мощностью 1250 Вт и КПД 80 %? Удельные теплоемкость, теплота плавления, теплота парообразования: 4,2 кДж/(кг • К), 340 кДж/кг, I 2000 кДж/кг. Задача 29. Найти коэффициент полезного действия дизельного двигателя мощностью 75 кВт, если в час он потребляет 20 кг нефти. Удельная теплота сгорания нефти 50 М Дж /кг Задача 30. Определить массу расходуемой нефти в тепловозе на 1 киловатт-час, если КПД тепловоза 30 %. Удельная теплота сгорания нефти 40 МДж/кг. Задача 31. Чему равен в процентах максимальный КПД теплового двигателя, если температура нагревателя 455 °С, а холодильника 273 °С? Задача 32. Тепловая машина совершает за цикл работу 100 Дж. Сколько теплоты получено при этом от нагревателя, если КПД машины 0,2? Задача 33. Во сколько раз увеличится КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя повысится от 400 до 600 К? Температура холодильника 300 К. Задача 34 . Идеальная тепловая машина имеет полезную мощность 50 кВт. Температура нагревателя 400 К, а холодильника 300 К. Определить количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1 час работы. Ответ дать в мегаджоулях. Задача 35. В идеальной тепловой машине 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдается холодильнику. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 435 К. Задача 36. Идеальная тепловая машина, работая от нагревателя с температурой 750 К, за некоторое время совершила 360 Дж работы. Сколько теплоты передано за это время холодильнику, если его температура 300 К? Задача 37. Определить КПД тепловой машины, если количество теплоты, полученное от нагревателя, в 5 раз превышает количество теплоты, отданное холодильнику. Ответ дать в процентах. Задача 38. Тепловая машина работает с КПД 60 %. Во сколько раз теплота, полученная при изотермическом расширении рабочего газа, больше теплоты, отданной при изотермическом сжатии? Задача 39. Баллон теплоемкостью 580 Дж/К наполнили гелием в количестве 70 г. Сколько теплоты необходимо для нагревания баллона с гелием на 80 К? Источник  Любители оригинальных закусок то и дело ищут новые  Зима – это совсем не повод для уныния, и нужно провести  Морозы, ледяной ветер, оттепели, гололед существенно |
: 
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 
, 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.
. Дальше устанавливается тепловое равновесие. Количество льда и воды перестает меняться.
, это означает, что в конце будет только лед при температуре 
, 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 
.
. Просто при составлении теплового баланса нужно учитывать направление теплопередачи.
