Задачник школьника. Fizportal.ru 2.10. Уравнение теплового баланса. Во всех задачах этого раздела принимайте удельную теплоемкость воды равной c = 4, 2 кДж/(кгК), удельную теплоемкость льда с = 2,1 кДж/(кгК), удельную теплоту плавления льда = 0,33 МДж/кг, удельную теплоту парообразования воды L = 2,3 МДж/кг. 2.1352. В сосуд, содержащий воду массы m1 = 2 кг при температуре t1 = 5 °C, положили кусок льда массы m2 = 5 кг при температуре t2 = –40 °C. Найдите температуру и объем смеси после установления равновесия. Плотность льда л = 0, 916103 кг/м3. 2.1362. В калориметр, где находятся mл = 100 г льда при температуре t1 = 0 °С, впускают водяной пар при температуре t2 = 100 oC. Какая масса воды m окажется в калориметре непосредственно после того, как весь лед растает? Теплоемкость калориметра считайте пренебрежимо малой. 2.1372. В калориметр, теплоемкость которого C = 209,4 Дж/К, содержащий m1 = 500 г воды при температуре T1 = 293 К, опускают m2 = 100 г льда при температуре T2 = 253 К. Определите установившуюся температуру T. 2.1382. В калориметр, содержащий m1 = 250 г воды при температуре t1 = 15 оC, бросили m2 = 20 г мокрого снега. Температура в калориметре понизилась на t = 5 о C. Какая масса воды m содержалась в снеге? Теплоемкость калориметра считайте пренебрежимо малой. 2.1392. В медный сосуд, нагретый до температуры t1 = 350 оC, положили m1 = 600 г льда при температуре t2 = –10 оC. В результате часть льда растаяла, масса оставшегося льда в сосуде оказалась равной m2 = 550 г. Найдите массу m сосуда, если удельная теплоемкость меди равна c = 420 Дж/(кгК). 2.1402. Некоторое количество воды медленно переохлаждают, доведя температуру до t1 = –10 oC После этого вода быстро замерзает (без дальнейшего отвода теплоты). Температура при этом повышается до to = 0 оC. Какая часть воды в конце этого процесса обращается в лед? 2.1412. В колбе находится вода при t = 0 oC Выкачивая из колбы воздух вместе с содержащимися в нем парами воды, воду в колбе замораживают. Какая часть воды при этом испаряется? Удельная теплота парообразования воды при t = 0 oC равна L = 2,5 МДж/кг. Почему с повышением температуры удельная теплота парообразования уменьшается? 2.1422. В кастрюлю налили холодной воды (температура t = 10 оC) и поставили на плиту. Через время 1 = 10 мин вода закипела. Через какое время она полностью испарится? 2.1432. В ведре находится смесь воды со льдом массы M = 10 кг. Ведро внесли в комнату. Лед растаял за 1 = 50 мин, а еще за 2 = 10 мин вода в ведре нагрелась на t = 2 оC. Определите, какая масса льда m находилась в ведре, когда его внесли в комнату. Теплоемкостью ведра пренебречь. 2.1442. В калориметре находится лед. Определите теплоемкость калориметра, если для нагревания его вместе с содержимым от T1 = 270 К до T2 = 272 К требуется количество теплоты Q1 =2,1 кДж, а от T2 = 272 К до T3 = 274 К – Q2 = 69,7 кДж. 1 2.1452. Какую массу Ma аммиака, взятого при температуре кипения t2 = –33,4 °С, надо испарить и нагреть до tо = 0 °С в холодильной машине, чтобы за счет поглощенного количества теплоты получить m = 40 кг льда из воды, взятой при температуре t1 = 10 оC? Удельная теплота парообразования аммиака La = 1,37 МДж/кг, удельная теплоемкость аммиака ca = = 2,1 кДж/(кгК). Задачник школьника. Fizportal.ru Ответы: 2.135. t 0 oC ; V где mл 1 m1 mл в m1 mл л 7,54 дм3, m2cл (to t2 ) m1cв (t1 to ), to 0 oC . 2.136. m mл 1 0,113 кг. r c(T2 T1 ) (C cв m1 )T1 m2 cвTo c л (To T2 ) 2.137. T 276 K . C cв (m1 m2 ) c 2.138. mв m2 в m1t m2 (t1 t ) 6,8 г. m c (t t ) (m1 m2 ) 2.139. m 1 л o 2 0, 2 г. c(t1 to ) m с (T T ) 2.140. л в o 1 0,12 . mв 2.141. 2.142. 2.143. m 0,116 . r 1r c(tn tв ) cв M t 1 2 60 мин. 1,24 кг. 1 c Q1 л Q2 c t сd 2 2 в 2.144. C 630 Дж/К; здесь t = 2 oC. cл t t cв 2сd 2 m cв (T1 To ) 2.145. M 10,7 кг. ra ca (T1 To ) 3