В калориметр содержащий 200 г льда при температуре -10 гр.поцельсию наливают 200г.воды.Постройте график зависимости конечной температуры t в калориметре от температуры налитой воды.

Чтобы решить задачу, нужно рассмотреть процессы, происходящие при смешении льда и воды. Мы будем использовать теплоту, которая передается от горячей воды льду, чтобы привести его к таянию, а затем довести до конечной температуры системы. Для этого используем принцип сохранения энергии, то есть, вся теплота, отдаваемая водой, будет расходоваться на нагрев льда и его плавление.

Шаги для решения:

1. Определение изменений энергии:

   • Пусть температура воды $T_w$ (начальная температура воды), температура льда — $-10^\circ C$.
   • Температура конечная системы — $T_f$, которую мы ищем.

   Чтобы решить задачу, необходимо найти, как температура воды влияет на конечную температуру системы.

2. Формулы для теплоты:

   • Для воды: $Q_вода = m_вода \cdot c_вода \cdot (T_f - T_w)$, где $c_вода$ — удельная теплоемкость воды, $m_вода$ — масса воды.
   • Для льда: $Q_лед = m_лед \cdot c_лед \cdot (0 - (-10))$, где $c_лед$ — удельная теплоемкость льда, $m_лед$ — масса льда.

3. Моделирование температуры: Сначала вода отдает часть своей теплоты, чтобы растопить лед. Если воды достаточно для того, чтобы растопить весь лед, то температура системы будет равна 0°C (температура плавления льда). После того как лед растает, остаточная теплота воды будет передаваться воде, которая еще не растаяла.