В алюмінієвій калориметр, маса якого 300 гр кинули грудочку льоду.Температура калориметра і льоду дорівнює -10градусів.Потім пропустили через калориметр водяну пару при температурі 100 градусів.Після того, як у калориметрі встановилась температруа 20 градусів, виміряли масу суміші.Виявилося, щл вона дорівнює 500гр.Яка кількість пари сконденсувалося й скільки льоду було в калориметрі на початку досліду?

За законом збереження енергії, енергія, яку віддає водяна пара, переходячи в рідку фазу, повинна дорівнювати енергії, яку поглинув калориметр та лід. Тобто, ми можемо записати:

Q_1 = Q_2

де Q_1 - кількість теплоти, яку виділила вода при переході в рідку фазу, Q_2 - кількість теплоти, яку поглинули калориметр та лід.

Q_1 = m_1 * L_1

де m_1 - маса водяної пари, L_1 - теплота плавлення льоду (80 кал/г)

Q_2 = (m_2 + m_3) * c * ΔT

де m_2 - маса калориметра, c - його теплоємність (0.9 кал/г*°C), ΔT - зміна температури (20 градусів), m_3 - маса льоду.

Також ми знаємо, що:

m_2 + m_3 = 300 гр

m_2 + m_1 + m_3 = 500 гр

Розв'язуючи ці рівняння, знаходимо:

m_1 = 40 гр

m_3 = 260 гр

Отже, відповідно до першого запитання, 40 гр водяної пари сконденсувалося. А відповідно до другого запитання, на початку досліду в калориметрі було 260 гр льоду.