Задача A12: централизованное тестирование 2007 г. в Беларуси, 1-й вариант

А12. В калориметре (С = 350 Дж/K) находится m1 = 100 г воды (с1 = 4200 Дж/(кг • К)) при температуре T1 = 277 K. После того, как в воду опустили алюминиевый (с2 = 880 Дж/(кг×К)) шарик при температуре T2 = 248 K, в калориметре установилась температура T = 273 K. Если масса воды в калориметре осталась неизменной, то масса m2 шарика равна:
  1. 110 г;
  2. 120 г;
  3. 130 г;
  4. 140 г;
  5. 150 г.


Решение

Обратим внимание на данные задачи. Шарик находится при отрицательной температуре, тем самым он будет охлаждать воду и калориметр при взаимодействии, после взаимодействия вода не замерзает, так как масса воды осталась неизменной, а ее конечная температура T = 273 K = 0 °С. Составим уравнение теплового баланса:
Q1 + Q2 + Q3 = 0,
или
c2m2(T − T2) + C(T − T1) + c1m1(T − T1).
Решим уравнение относительно искомой массы шарика:
m2 =C(T1 − T) + c1m1(T1 − T).
c2(T − T2)
После вычислений:
m2 =350×(277 − 273) + 4200×0.100×(277 − 273)= 0,140 (кг).
880×(273 − 248)
Выбираем ответ: 4.

  Примечания  (подробности на главной странице теста):

  1. затраченное время: 2.5 минуты.
  2. оценка задачи: 7 из 10 баллов.
  3. уровень задачи: 4 (базовый).
  4. субъективная сложность: 7 из 10 баллов.


Следующая задача: А13.


Надоело разбираться?