5 кг льда имеющего температуру 0 градусов поставили в открытом сосуде



5 кг льда имеющего температуру 0 градусов поставили в открытом сосуде

Задание 25. Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду с температурой 20 °С, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Найдем сначала массу льда из уравнения теплового баланса, имеем:

,

где Дж/кг – удельная теплота плавления льда; Дж/К/кг – удельная теплоемкость воды; К — изменение температуры воды; m – масса льда. Отсюда получаем:

кг.

Теперь определим, будет ли достаточно 75 кДж тепла, чтобы растопить лед массой 0,24 кг, получим:

Дж.

Полученное значение больше величины 75000 Дж, следовательно, 75 кДж не достаточно чтобы растопить лед и в калориметр установится температура 0 градусов.

Источник статьи: http://self-edu.ru/ege2017_phis_30.php?id=7_25

5 кг льда имеющего температуру 0 градусов поставили в открытом сосуде

Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду температурой 20 °С, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Чтобы превратить лёд в воду, необходимо затратить энергию на плавление льда и на нагрев получившейся воды: где — удельная теплота плавления льда, — удельная теплоёмкость воды. Найдём массу льда в калориметре:

Проверим, хватит ли 75 кДж теплоты для расплавления такой массы льда:

Следовательно, 75 кДж теплоты недостаточно для расплавления всего имеющегося льда. Таким образом, при получении 75 кДж теплоты от внешней среды в калориметре установится температура 0 °С.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=6487

5 кг льда имеющего температуру 0 градусов поставили в открытом сосуде

Задание 26. Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещен в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лед в воду температурой 16 °С, требуется количество теплоты 80 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лед получит от нагревателя количество теплоты 60 кДж? Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Лед при температуре 0 °С тает и потребляет для этого количества тепла

,

где — масса льда; кДж/кг – удельная теплоемкость таяния льда. После процесса превращения льда в воду, воду необходимо нагреть до температуры 16 °С, для чего необходимо затратить теплоты

,

где кДж/кг – удельная теплоемкость воды; — температура изменения воды. В сумме было потрачено

теплоты. Отсюда находим массу льда:

кг.

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое, чтобы растопить лед массой 0,2 кг, получим:

кДж.

Следовательно, при получении от нагревателя 60 кДж лед не растопится и температура внутри калориметра будет равна 0 °С.

Источник статьи: http://self-edu.ru/ege2016_phis_d_10.php?id=4_26

5 кг льда имеющего температуру 0 градусов поставили в открытом сосуде

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.

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

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 , 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.

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!

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 . 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 .

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: . Просто при составлении теплового баланса нужно учитывать направление теплопередачи.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=3290


Adblock
detector