Объяснение:
Дано:
Калориметр
m₁ = 30 г = 0,030 кг
t₁ = 24⁰ C
c₁ = 880 Дж / (кг·⁰С) - удельная теплоемкость алюминия
Вода
m₂ = 100 г = 0,100 кг
t₂ = t₁ = 24 ⁰С
с₂ = 4200 Дж/ (кг·⁰С) - удельная теплоемкость воды
Лед
m₃ = 150 г = 0,150 кг
t₃ = 0⁰C
λ = 330 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
mₓ - ?
t - ?
1)
Количество теплоты, необходимое для остывания калориметра до 0⁰С:
Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t₃) = 880*0,030*(24-0) ≈ 630 Дж
2)
Количество теплоты, необходимое для остывания воды до 0°С
Q₂ = c₂*m₂*(t₂ - t₃) = 4200*0,100*(24-0) ≈ 10 080 Дж
Суммарное количество теплоты:
Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 630 + 10 080 = 10 710 Дж
3)
Количество теплоты необходимое для плавления льда при 0⁰С:
Q₃ = λ*mₓ
Масса растаявшего льда:
mₓ = Q₃ / λ
Поскольку теплообмен отсутствует, то Q₃ = Q₁₂
mₓ = 10 710 / 330 000 ≈ 0,032 кг или 32 г
Вывод:
Лед весь не растает.
В калориметре установится температура 0°С
Если за размер молекулы считать ее объем, то условный объем одной молекулы высчитывайте в веществе в жидком состоянии, поскольку в этом случае расстояние между молекулами наименьшее. В случае если за размер молекулы принимается ее условный диаметр, возьмите каплю масла, измерьте ее объем, капните на волу и измерив площадь пятна, высчитайте диаметр молекулы.
Вам понадобится
Машинное масло, вода, широкий сосуд, таблица плотности веществ.
Определение «объема» молекулы
Поскольку понятие «объем молекулы» не соответствует физическим представлениям, это понятие вводится чисто условно. Скорее речь идет об объеме пространства, где может находиться одна молекула, а поскольку в жидкостях частицы упакованы наиболее плотно, берем вещество именно в этом агрегатном состоянии. Возьмите 18 мл чистой воды (это соответствует одному молю вещества) и поделите это число на количество молекул в одном моле. Получим 18/(6,022•10^23). Тогда условный объем одной молекулы воды составит приблизительно 3•10^(-23) см³.
2
Определение диаметра молекулы
Найдите объем капли машинного масла. Для этого накапайте порядка 100 капель из капилляра в сосуд и измерьте массу масла в нем. После этого массу, выраженную в килограммах, поделите на плотность масла, которую можно узнать из таблицы плотности некоторых веществ. Как правило, она составляет 800 кг/м³. После чего полученный результат поделите на количество капель (в данном случае на 100). Если есть мерный цилиндр, то накапайте масло прямо в него, измерьте его объем в см³ и переведите в м³, для чего поделите на 1000000, затем на количество капель масла.
3
После того как объем капли стал известен, из того же капилляра капните одну каплю на поверхность воды, которая налита в широкий сосуд. Для ускорения реакции предварительно немного нагрейте воду приблизительно до 40 градусов Цельсия. Масло начнет растекаться, и в результате получится круглое пятно. Следите за тем, чтобы оно не касалось стенок сосуда! После того как пятно перестанет расширяться, с линейки измерьте его диаметр и переведите его в метры.
4
После этого рассчитайте его площадь. Для этого диаметр возведите во вторую степень, поделите на 4 и умножьте на число 3,14. Затем объем капли поделите на площадь пятна, на которое она растеклась (d=V/S) - это и будет диаметр одной молекулы масла, поскольку считается, что оно растекается по воде до тех пор, пока толщина масляной пленки не станет равной одной молекуле.
Ух устала писать