Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 28
28. В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 °С, 20% воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна 500 Дж/(кг ⋅ К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Решение:
Так как вода и лёд находятся в тепловом равновесии, то и до опускания болта, и после его нагревания температура в сосуде t0 = 0 °С. Согласно уравнению теплового баланса количество теплоты, выделившееся при замерзании воды, было затрачено на нагревание болта:
где m – масса воды в сосуде, m1 – масса болта, с – удельная теплоёмкость болта, r – удельная теплота плавления льда, t0 – начальная температура болта.
Получим:
Ответ: 0,05 кг.