Задача по МКТ и термодинамике №15

Просмотров 7 Комментарии 0

Кусок льда аккуратно опускают в калориметр с тёплой водой и отмечают уровень воды. Затем лёд полностью тает. Удельная теплоёмкость калориметра пренебрежимо мала. Как изменяются в ходе этого процесса следующие физические величины: температура воды в калориметре и уровень воды в калориметре по сравнению с отмеченным?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|------------------|-------------------------| | Температура воды |Уровень воды в калориметре | в калориметре | по сравнению с отмеченным | |------------------|-------------------------| ---------------------------------------------|

Температура воды — 2
1) В ходе процесса плавления льда температура воды будет понижаться, так как тепло идет от более горячего, к менее горячему.
Суммарная внутренняя энергия – 3
Уровень воды — 3
2) Так как плотность льда меньше плотности воды, то лед будет плавать на ее поверхности. По условию плавания тел, в этом случае сила тяжести уравновешивается силой Архимеда:

mл m лg = ρвgV ⇒ V = ρв-, (1)

где $m$ — масса льда, $g$ — ускорение свободного падения, $ρв$ — плотность воды, $V$ — объём воды, вытесненной льдом.
После того как лёд растает, он займёт объём:

′ mл V = ρв- (2)

Сравнив (1) и (2), можно заметить, что объём воды, вытесняемой льдом до таяния, равен объёму, который займет лед после таяния. То есть суммарный объём вещества не изменится. Следовательно, уровень воды в калориметре также не изменится.