В стакан калориметра, содержащий 177 г воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0 °С. Начальная температура калориметра с водой равна 45°С. После того, как весь лед растаял, температура воды и калориметра стала равна 5°С. Определите массу льда. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг•°С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг(пишите всё и дано и систему си пожалуйста расписывайте подробно)))

Давайте решим эту задачу, используя законы термодинамики.

Дано:

1. Масса воды в калориметре ($m_{воды}$): 177 г (что равно 0.177 кг, так как 1 г = 0.001 кг)
2. Начальная температура воды и калориметра ($T_{нач}$): 45 °C
3. Конечная температура воды и калориметра после плавления льда ($T_{кон}$): 5 °C
4. Удельная теплоемкость воды ($c_{воды}$): 4200 Дж/(кг·°C)
5. Удельная теплота плавления льда ($L_{льда}$): 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг

Найти: Массу льда ($m_{льда}$).

Решение:

Энергия, потребная для плавления льда, будет равна количеству теплоты, отданной водой при охлаждении. Это принцип сохранения энергии.

1. Теплота, отданная водой: $Q_{отд} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{нач} - T_{кон})$ $Q_{отд} = 0.177 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times (45 - 5) \, \text{°C}$

2. Теплота, полученная льдом для плавления: $Q_{пол} = m_{льда} \cdot L_{льда}$ $Q_{пол} = m_{льда} \times 330000 \, \text{Дж/кг}$

Так как $Q_{отд} = Q_{пол}$, мы можем установить равенство и решить его относительно $m_{льда}$: $0.177 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 40 \, \text{°C} = m_{льда} \times 330000 \, \text{Дж/кг}$

Решим это уравнение для $m_{льда}$.

Масса льда, необходимая для достижения описанных условий, составляет примерно 0.090 кг, или 90 грамм.

Таким образом, чтобы охладить 177 грамм воды с 45°C до 5°C, необходимо использовать 90 грамм льда при температуре 0°C. ​​