Домашние задания: Физика

Физика, помогите срочно пожалуйста!!

Кусок титана массой m=30 г нагрет до температуры плавления и помещён в калориметр со льдом при температуре от 0 ∘C. Удельная теплота плавления льда λ=330 кДж/кг. Какое максимальное количество льда сможет расплавить этот кусок металла? Ответ выразите в граммах, округлите до целых.
Дано:
m_ti = 30 г
λ = 330 кДж/кг

Переводим в СИ:
m_ti = 0.03 кг
λ = 330000 Дж/кг

Температура плавления титана T_ti = 1668 °C.
Удельная теплоемкость титана с_ti = 0.523 кДж/(кгК).
Переводим в СИ:
с_ti = 523 Дж/(кгК)

Считаем количество теплоты Q, передаваемой от титана к льду:
Q = m_ti * с_ti * T_ti

Формула количества льда:
m_ice = Q / λ

Подставляем значения и решаем:
Q = 0.03 * 523 * 1668 ≈ 26175.44 Дж
m_ice = 26175.44 / 330000 ≈ 0.0793 кг

Переводим в граммы и округляем:
m_ice ≈ 79.3 г

Ответ: m_ice ≈ 79 г
Анечка ......
Анечка ......
6 521
Лучший ответ
Ирина Чуваткина чуть чуть ошибся в умножении
Так, нужно определить количество тепла, которое выделится при охлаждении расплавленного металла до температуры плавления льда и затем при плавлении льда. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для расчетов нам потребуются следующие данные:

- масса куска титана m = 30 г;
- температура плавления льда T_пл = 0 ∘C;
- удельная теплота плавления льда λ=330 кДж/кг;
- температура калориметра t = 0 ∘C;
- удельная теплоемкость калориметра c_к = 4.18 Дж/(г∙∘C).

Сначала рассчитаем количество тепла, которое выделится при охлаждении расплавленного металла до температуры плавления льда. Для этого воспользуемся следующей формулой:

Q1 = mcΔT

где ΔT = T_пл - T_металла.

Для титана удельная теплоемкость составляет около 0,54 Дж/(г∙∘C). При изменении температуры металла с его температуры плавления до нулевой температуры ΔT = 1660 ∘C. Таким образом:

Q1 = 30 г * 0,54 Дж/(г∙∘C) * 1660 ∘C = 27756 Дж.

Далее рассчитаем количество тепла, которое необходимо для плавления льда при массе t льда:

Q2 = λmt

где λ - удельная теплота плавления льда.

Неизвестную массу льда обозначим как m_льда. Так как кусок титана должен расплавить весь лёд, то количество тепла, выделенное от остывания титана должно быть равно количеству тепла потребляемого на плавление льда:

Q1 = Q2
m_льда = Q1 / λ = 27756 Дж / (330 кДж/кг) ≈ 84 г

Таким образом, кусок титана массой 30 г сможет расплавить максимально 84 г льда.
Ответ: 84 г
m = 30 # г
λ = 330 # кДж/кг

Q = m * λ
m_ice = Q / (334 * 0.5)