В калориметр поместили 500 г мокрого снега и долили 500 г воды при температуре 100 °C. После этого снег растаял, и в калориметре установилась температура 20 °C. Сколько воды содержал мокрый снег первоначально?
Дано: m_общ = 0,5 кг (мокрый снег), m_гор = 0,5 кг, T_гор = 100 °C, T_уст = 20 °C, c = 4200 Дж/(кг·°C), λ = 330 000 Дж/кг.
Решение. Пусть масса льда (снега) = m_л, масса воды в мокром снеге = m_в = 0,5 − m_л.
Теплота, отданная горячей водой: Q₁ = m_гор · c · (100 − 20) = 0,5 · 4200 · 80 = 168 000 Дж.
Теплота, полученная: Q₂ = m_л · λ + m_л · c · 20 + m_в · c · 20 = m_л · 330000 + m_л · 84000 + (0,5 − m_л) · 84000.
Q₂ = m_л · 330000 + 0,5 · 84000 = m_л · 330000 + 42000.
Q₁ = Q₂: 168000 = 330000 · m_л + 42000.
m_л = 126000 / 330000 ≈ 0,382 кг.
m_в = 0,5 − 0,382 ≈ 0,118 кг ≈ 120 г.
Ответ: ≈ 120 г.
Дано: m_общ = 0,5 кг (мокрый снег), m_гор = 0,5 кг, T_гор = 100 °C, T_уст = 20 °C, c = 4200 Дж/(кг·°C), λ = 330 000 Дж/кг.
Решение. Пусть масса льда (снега) = m_л, масса воды в мокром снеге = m_в = 0,5 − m_л.
Теплота, отданная горячей водой: Q₁ = m_гор · c · (100 − 20) = 0,5 · 4200 · 80 = 168 000 Дж.
Теплота, полученная: Q₂ = m_л · λ + m_л · c · 20 + m_в · c · 20 = m_л · 330000 + m_л · 84000 + (0,5 − m_л) · 84000.
Q₂ = m_л · 330000 + 0,5 · 84000 = m_л · 330000 + 42000.
Q₁ = Q₂: 168000 = 330000 · m_л + 42000.
m_л = 126000 / 330000 ≈ 0,382 кг.
m_в = 0,5 − 0,382 ≈ 0,118 кг ≈ 120 г.
Ответ: ≈ 120 г.