Плотность гранита: ρ₁ = 2670 кг/м³
Плотность меди: ρ₂ = 8900 кг/м³
Так как массы шаров одинаковы, то объем медного шара меньше объема гранитного:
ρ = m/V
ρ₂ > ρ₁ => V₂ < V₁
Очевидно, что выталкивающая сила в воде будет больше у шара с бо'льшим объемом. Тогда при погружении шаров воду:
P'₁ = P₁ - Fₐ₁ = P₁ - ρ(в)gV₁
P'₂ = P₂ - Fₐ₂ = P₂ - ρ(в)gV₂
Так как Р₁ = Р₂ и ρ(в)gV₁ > ρ(в)gV₂, то:
P'₁ < P'₂
Таким образом, при погружении весов в воду чашка с медным шаром перевесит чашку с гранитным.
Количество теплоты, отдаваемое водой равно:
Q1=m1*c1*(5-0)=2*4.2*5=42 кДж
Количество теплоты отдаваемое водой при превращении в лёд:
Q2=m1*l=2*330=660 кДж
Итого: Q12=42+660=702 кДж
Количество теплоты, получаемое льдом для нагревания до 0:
Q3=m2*c2*(40-0)=5*2.1*40=420 кДж
Итак мы имем m1+m2=7 кг льда и избыток теплоты
Q12-Q3=702-420=282 kДж
Этот избыток теплоты пойдёт на таяние некоторого количества льда, которое мы и определим:
m3=282/330=0.855 кг.
Таким образом, после установления теплового равновесия в калориметре окажется
7-0.855= 6.145 кг льда
0.855 кг воды при температуре 0 градусов С
Подробнее - на -
