В калориметре находился лед при температуре $t_1= - 5 ^{\circ}С$ Какой была масса $m_1$ льда, если после добавления в калориметр $m_2=4кг$ воды, имеющей температуру $t_2=20 ^{\circ}С$ и установления теплового = весия температура содержимого калориметра оказалась = й $t=0 ^{\circ}С$ причем в калориметре была только вода?
💡 Пошаговый разбор и решение:
Количество теплоты, полученное при нагреве льда, находящегося в калориметре, до температуры $t=0 ^{\circ} C$ : $Q_1=c_1m_1 ( 0 - t_1 )$ (1).
Количество теплоты, полученное льдом при его таянии при $0 ^{\circ}С:$ $Q_2=\lambda m_1$ (2).
Количество теплоты, отданное водой при охлаждении ее до $0 ^{\circ}С:$ $Q=c_2m_2 ( t_2 - 0 )$ (3).
Уравнение теплового баланса: $Q=Q_1 + Q_2$ (4).
Объединяя (1)–(4), получаем:
$m_1= $\frac{m_2}{c}$ _2 ( t_2 - 0 ) c_1 ( 0 - t_1 ) + \lambda = $\frac{4 \cdot 4200 \cdot 20}{2100 \cdot 5 + 3,3 \cdot 10 в степени 5}$ \approx 1кг$
Ответ: $m_1\approx 1кг$
Количество теплоты, полученное льдом при его таянии при $0 ^{\circ}С:$ $Q_2=\lambda m_1$ (2).
Количество теплоты, отданное водой при охлаждении ее до $0 ^{\circ}С:$ $Q=c_2m_2 ( t_2 - 0 )$ (3).
Уравнение теплового баланса: $Q=Q_1 + Q_2$ (4).
Объединяя (1)–(4), получаем:
$m_1= $\frac{m_2}{c}$ _2 ( t_2 - 0 ) c_1 ( 0 - t_1 ) + \lambda = $\frac{4 \cdot 4200 \cdot 20}{2100 \cdot 5 + 3,3 \cdot 10 в степени 5}$ \approx 1кг$
Ответ: $m_1\approx 1кг$
Правильный ответ:
$m_1\approx 1кг$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104748 • Задание №9
Если, при подключении неизвестного элемента электрической цепи к выходу генератора переменного тока с изменяем...
ID 167435 • Задание №13
В результате бета-распада из атомного ядра вылетел электрон. Как в результате данного распада изменились число...
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 (в данном случае — уравнение теплового баланса);
II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.
Записи, соответствующие одному или обоим пунктам — II и III, — представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
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 (в данном случае — уравнение теплового баланса);
II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.
Записи, соответствующие одному или обоим пунктам — II и III, — представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №24 по предмету Физика:
ID 108096
Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу ...
ID 108097
Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса ге...
ID 108098
Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной част...
ID 108099
[рис.] Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M = 145 кг и объем V = 230 м3, наполняе...
ID 108100
[рис.] В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m = 10 кг ...