В калориметр, содержащий m=1кг льда при температуре t=1°C долили 200г воды при температуре 100°С. Найдите температуру

mл = 1 кг.

tл = - 10 °C.

Cл = 2100 Дж/кг *°C.

Св = 4200 Дж/кг *°C.

mв = 200 г = 0,2 кг.

tв = 100 °С.

ρ = 1000 кг/м³.

λ = 3,4 *10⁵ Дж/кг.

t - ?

V - ?

Выразим количество теплоты Qв, которое отдаст вода при охлаждении до t = 0 °C по формуле: Qв = Cв *mв*(tв - t).

Qв = 4200 Дж/кг *°C *0,2 кг *(100 °С - 0 °С) = 84000 Дж.

Для нагревание льда до температуры плавления t = 0 °C необходимое количество теплоты Qл выразим формулой: Qл = Cл *mл*(t - tл).

Qл = 2100 Дж/кг *°C *1 кг *(0 °С + 10 °С) = 21000 Дж.

На плавление льда остаётся количество теплоты Q = Qв - Qл.

Q = λ *mл\", где mл\" - масса льда, который расплавится.

mл\" = Q /λ = (Qв - Qл) /λ.

mл\" = (84000 Дж - 21000 Дж) /3,4 *10⁵ Дж/кг = 0,19 кг.

mл\"\" = mл - mл\".

mл\"\" = 1 кг - 0,19 кг = 0,81 кг.

mв\" = mв + mл\".

mв\" = 0,2 кг + 0,19 кг = 0,39 кг. 

V = mв\" /ρ.

V = 0,39 кг /1000 кг/м³ = 39 *10^-5 м³.

Ответ: в калориметре установится температура t = 0 °C. В нем будет воды mв\" = 0,39 кг, V = 39 *10^-5 м³, льда mл\"\" = 0,81 кг.