m1 = 500 г = 0.5 кг
m2 (воды) = pV = 0,004 * 1000 = 4 кг
t1 = 30 C
t2 = 0 C
L = 330000 Дж/кг
c = 4200 Дж/кг * К
t3 - ?
Q = Lm
Q = cm(t2-t1)
Q = 33 * 10^4 * 0.5 = 165 000 Дж = 165 кДж.
Для того, чтобы определить изменение температуры, необходимо знать, сколько теплоты отдает вода при охлаждении на 1 С:
Q = cmdT
Q = 4200 * 4 * 1 = 16800 Дж.
Теперь найдем изменение температуры при таянии льда:
165 000/16800 = 9.8 С
Найдем изменение температуры:
30 - 9.8 = 20.2 С
Теперь мы имеем воду при температуре 20.2 С массой 4 кг и воду при температуре 0 С массой 0.5 кг. Ну и теперь, зная отношение масс ( 8:1) можем найти температуру смеси:
T = 20.2 * 8/9 = 18 C.
Q1=Lm1
лед растает и поглотит тепло Q2= л*m2
( m2=0,1 кг)
по условию задачи установится тепловое равновесие, когда весь лед растает,значит конденсированый пар, вода,остынетот 100 до 0 градусов.
Q3= cm1(100-0)
уравнение теплового баланса :
Q1+Q3=Q2
Lm1+100cm1=лm2
m1=лm2/(L+100c)
L=2,3*10^6 Дж /кг
л=334000 Дж /кг
m1=334000 *0,1/(2,3*10^6+42*10^4)
m1=33,4*10^3/2,72*10^6=12,279*10^-3 кг
m=m1+m2 количество воды в калориметре
m=0,012+0,1=0,112 кг или 112 г