В калориметре с ничтожно малой теплоемкостью находится вода массой 1 кг при температуре 283К. В воду опускают спираль электронагревателя и бросают пластинку алюминия массой 0,4 кг, охлажденную до температуры 73 К. Мощность нагревателя 800 Вт. Какая температура установится в калориметре спустя 30 с после включения тока? Удельная теплоемкость воды 4,182кДж/(кг•К). Удельная теплоемкость алюминия 0,896кДж/(кг•К). Удельная теплота плавления льда равна 335 кДж/кг.
Ответ:

Дано:

m1=1 кг

m(H2O)=18•10-3

T1=283 К

m2=0,4 кг

T2=73 К

N=800 Вт

t=30 c

C(H2O)=4,182•103Дж/(кг•К)

C(Al)=0,896•103Дж/(кг•К)

l=335•103Дж/кг

Найти:

T -?

Решение:

Рис. 1.

Рис. 2.

Запишем уравнение теплового баланса: ; Исходя из условия задачи, получим: ; Выразим отсюда температуру T₀: ; Подставим данные: ; Так как , то часть воды должна превратиться в лёд.