§ З Вода и лёд в калориметре
В калориметре находится вода массой 0,4 кг при температуре 10 °C. В воду положили лёд массой 0,6 кг при температуре −40 °C. Какая температура установится в калориметре, если его теплоёмкостью пренебречь?
Решение
Дано:
, , , .
Решение:
По § определим, хватит ли теплоты, которую может отдать вода при охлаждении до °C, чтобы нагреть лёд до °C. Возьмём , , .
Охлаждающаяся вода отдаст .
Для нагревания всего льда до °C нужно .
Не хватает , поэтому часть воды должна замёрзнуть и выделить теплоту кристаллизации. По формуле замёрзнет .
Это меньше имеющихся воды, значит, после теплообмена останутся и вода, и лёд. При их совместном существовании равновесная температура равна температуре плавления.