В термос с большим количеством льда при температуре $t_1=0 ^{\circ} С$ заливают 0,5 кг воды с температурой $t_2=66 ^{\circ} С$ При установлении теплового = весия в сосуде расплавится лед массой $m$ Найдите m, ответ укажите в килограммах с точностью до сотых.
💡 Пошаговый разбор и решение:
При контакте тел с разной температурой между ними начинается теплообмен. Он продолжается до тех пор, пока температуры тел не выровняются. Льда в термосе много, а значит, весь лед не растает и конечная температура системы будет 0 °C. Поскольку система находится в термосе, теплопотерями можно пренебречь.
Количество теплоты, необходимое дя плавления льда, = $Q_1=m\lambda$ количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды $Q_2=c_вm_в ( t_1 - t_2 )$
Составим уравнение теплового баланса при отсутствии тепловых потерь:
$Q_1 + Q_2=0$
$c_вm_в ( t_1 - t_2 ) + \lambda m=0$
В итоге находим массу льда:
$m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ = \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =0,42кг$ $m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ =$
$= \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =0,42кг$ $m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ =$
$= \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =$
$=0,42кг$
Ответ: 0,42 кг.
Количество теплоты, необходимое дя плавления льда, = $Q_1=m\lambda$ количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды $Q_2=c_вm_в ( t_1 - t_2 )$
Составим уравнение теплового баланса при отсутствии тепловых потерь:
$Q_1 + Q_2=0$
$c_вm_в ( t_1 - t_2 ) + \lambda m=0$
В итоге находим массу льда:
$m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ = \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =0,42кг$ $m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ =$
$= \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =0,42кг$ $m= $\frac{c_вm_в ( t_2 - t_1 )}{\lambda}$ =$
$= \frac{4200Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,5кг \cdot ( 66 ^{\circ} С - 0 ^{\circ} С )}{3,3 \cdot 10 в степени 5 Дж/кг} =$
$=0,42кг$
Ответ: 0,42 кг.
Правильный ответ:
0,42 кг
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 166973 • Задание №6
[рис.] В сосуд с водой плотностью ρ = 998 кг/м3 опущена вертикальная стеклянная пробирка, целиком заполненна...
ID 103061 • Задание №3
[рис.] Небольшой шарик подвешен на невесомом стержне, который может вращаться вокруг точки подвеса O. Какую ми...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №23 по предмету Физика:
ID 107770
При температуре 250 K и давлении $1,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 5 правая кр...
ID 107771
Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом...
ID 107772
В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещ...
ID 107774
КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Ч...
ID 107775
Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, совершая за один цикл работу 2 кДж. Количест...