Răspuns: masa de gheata inițială = 28,64 grame
Explicație:
[ c₁ = 2100 J/kg °C, Δt₁ = 0 - (-10) = 10° λ = 335 000 J /kg
c = 4200 J /kg °C Δt₂ = 10° - 0° = 10° ]
Apa din calorimetru si calorimetrul vor ceda căldura Q₁ si ajung la temperatura de echilibru.
Q₁ = mcΔt + CΔt
Q₁ = 0,1 kg x 4200 J/kg° x (30° - 10°) + 150 J/°C x (30° - 10°) =
= 8400 + 3000 = 11400 J
Gheata absoarbe căldură astfel :
se încălzește pana la 0°C ( Q₂),
se topește(Q₃)
Apa rezultata se încălzește de la 0° pana la 10°C (Q₄)
Q₂ = mₓcΔt₁ - încălzirea gheții
Q₃= mₓλ - topirea gheții
Q₄ = mₓ c Δt₂ - încălzirea apei rezultate din gheata pana la 10°C
Q₂ + Q₃ + Q₄ = mₓc₁Δt₁ + mₓλ + mₓ c Δt₂ = mₓ (c₁Δt₁ + λ + c Δt₂ )
Q₂ + Q₃ + Q₄ = mₓ ( 2100 J/kg° x 10° + 335 000 J/kg + 4200 J /kg°x 10°) =
= mₓ (21000 + 335000 + 42000) J/kg = mₓ 398000 J/kg
Q₁ = Q₂ + Q₃ + Q₄
11400 J = mₓ 398000 J/kg
mₓ = 11400 J : 398 000 J /kg = 0,02864 kg ≈ 28,64 grame
