Príklady otázok o Čiernom princípe

15 príkladov Blackových princípových otázok

1. Ľad s hmotnosťou 0,2 kg sa zmieša s teplým čajom s hmotnosťou 0,2 kg. Teplota ľadu = – 10 ^° C, teplota teplého čaju = 40 ^° C. Merné teplo ľadu = 2100 J/kg C₂o₂ ^, merné teplo vody = 4200 J/kg C₂o₂ ^, teplo topenia vody = 334 000 J/kg. Ak sa ľad a teplý čaj zmiešajú v izolovanom uzavretom systéme, určte konečnú teplotu zmesi.

Diskusia
Je známe :
Hmotnosť ľadu (m es) = 0,2 kg
Hmotnosť teplej čajovej vody (m čaju) = 0,2 kg
Merná tepelná kapacita vody (c vody) = 4180 J/kg C^o
Merná tepelná kapacita ľadu (c es) = 2100 J/kg C^o
Teplo topenia vody (L)_f voda) = 334 000 J/kg
Teplota ľadu (T es) = -10^oC
Teplota teplej čajovej vody (T čaj) = 40^oC
Opýtal sa konečná teplota zmesi (T zmesi) ?
Džavab :
Prvým krokom je odhad konečného stavu.
Teplo, ktoré musí voda uvoľniť na zníženie teploty 0,2 kg teplého čaju zo 40^oC až 0^oC:
Teplo absorbované 0,2 kg ľadu na zvýšenie jeho teploty z -10^oC až 0^oC:
Teplo absorbované na roztopenie 0,2 kg ľadu (teplo potrebné na premenu všetkého ľadu na vodu):
Na základe vyššie uvedených výpočtov boli získané nasledujúce výsledky:
uvoľnené Q = 33,444 kJ
prijaté Q = 4,2 kJ
Q bod topenia = 66,8 kJ

Keď sa z horúceho čaju uvoľní 33,44 kJ tepla, teplota horúceho čaju sa zmení zo 40 °C na 0 °C. Časť uvoľneného tepla (približne 4,2 kJ) sa použije na zvýšenie teploty ľadu z -10 °C ^na 0 °C ^. 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. Na roztopenie všetkého ľadu na vodu je potrebných 66,8 kJ tepla. Zvyšné teplo je 29,24 kJ.

Možno konštatovať, že teplo uvoľnené horúcim čajom sa používa iba na zvýšenie teploty ľadu z -10 ^° C na 0 ^° C a na roztopenie časti ľadu. Časť ľadu sa premenila na vodu, zatiaľ čo časť nie. Počas procesu premeny z pevného na kvapalné skupenstvo sa teplota nemení. Preto je konečná teplota zmesi 0 ^° C.

2. Hmotnosť horúceho čaju = 0,4 kg, hmotnosť ľadu = 0,2 kg, teplota kociek ľadu = -10^oC, teplota horúceho čaju = 90^oC. Ak sa obe látky zmiešajú, aká je konečná teplota zmesi?
Diskusia
Prvý krok: odhad konečného stavu
Teplo, ktoré musí voda uvoľniť, aby znížila teplotu 0,4 kg horúcej čajovej vody z 90 °C^oC až 0^oC:
Teplo, ktoré 0,2 kg ľadu prijme na zvýšenie svojej teploty z -10^oC až 0^oC:
Teplo potrebné na roztopenie 0,2 kg ľadu (teplo potrebné na premenu všetkého ľadu na vodu):
Na základe vyššie uvedených výpočtov boli získané nasledujúce výsledky:
uvoľnené Q = 150,48 kJ
prijaté Q = 4,2 kJ
Q bod topenia = 66,8 kJ
Keď sa z horúceho čaju uvoľní 150,48 kJ tepla, teplota horúceho čaju sa zmení z 90 °C na 0 °C. Časť uvoľneného tepla (4,2 J) sa použije na zvýšenie teploty ľadu z -10 °C na 0 °C. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. Zvyšné teplo = 146,28 kJ.
Teplo potrebné na roztopenie všetkého ľadu na vodu je iba 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. Horúci čaj nemusí uvoľniť všetko svoje teplo, kým jeho teplota neklesne na 0 °C.^oC. Záverom možno povedať, že konečná teplota zmesi musí byť vyššia ako 0^oC.

Druhý krok: určenie konečnej teploty (T)
Teplo potrebné na zvýšenie teploty ľadu z -10^oC až 0^oC je 4200 J.
Teplo potrebné na roztopenie všetkého ľadu na vodu (latentné teplo) = 66 800 J
Teplo potrebné na zvýšenie teploty vody (vody vznikajúcej roztopením všetkého ľadu) z 0^oC až T^oC = (hmotnosť ľadu)(merné teplo vody)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Teplo uvoľnené teplým čajom na zníženie jeho teploty z 90 °C na T = (hustota vody)(90 - T) = (0,4)(4180)(90 - T) = 1672 (90 - T) = 150 480 - 1672 T

 

3. 60 gramov vody s teplotou 90 ^° C (merná tepelná kapacita vody = 1 cal.g ^-1 . ^° C ^-1 ) sa zmieša so 40 gramami podobnej vody s teplotou 25 ^° C. Ak neexistujú žiadne iné faktory, ktoré by tento proces ovplyvňovali, potom je konečná teplota zmesi...

A. 15,4 ^oC
B. 23,0 ^oC
C. 46,0 ^oC
D. 64,0 ^oC
E. 77,0 ^oC

Diskusia
Je známe :
Hmotnosť vody 1 (m₁) = 60 gramov
Teplota vody 1 (T₁) = 90^oC
Hmotnosť vody 2 (m₂) = 40 gramov
Teplota vody 2 (T₂) = 25^oC
Merná tepelná kapacita voda (c) = 1 kal.g^-1.^oC^-1
Opýtal sa : teplota finálna zmes
Džavab :
Teplo uvoľnené vodou s vysokou teplotou (Q uvoľnené) = teplo absorbované vodou s nízkou teplotou (Q absorbované)
m₁ c (ΔT) = m₂ c (ΔT)
(60)(1)(90 – T) = (40)(1)(T – 25)
(60)(90 – T) = (40)(T – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100T
T = 6400/100
T = 64^oC
Správna odpoveď je D.

4. Kus hliníka má hmotnosť 500 gramov a teplotu 30 ^oC sa vloží do nádoby obsahujúcej vodu s hmotnosťou 200 gramov a teplotou 90 ^oC. Ak je známe, že merná tepelná kapacita hliníka je 0,22 cal/g C^o a merná tepelná kapacita vody je 1 cal/g C^o, potom je konečná teplota vody a hliníka...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
E. 100 ^oC
Diskusia:
Jednotku hmotnosti, gramy (g), nie je potrebné prepočítavať na kilogramy (kg), pretože merná tepelná kapacita hliníka a merná tepelná kapacita vody sa vyjadrujú v cal/g C.^o.
Je známe :
m hliníka = 500 gramov
c hliníka = 0,22 cal/gC^o
T hliníka = 30 ^oC
m vody = 200 gramov
c vody = 1 cal/gC^o
T vody = 90 ^oC
Opýtal sa :
Konečná teplota (T) vody a hliníka?
Džavab :

Vzorec pre výpočet tepla : Q = (m)(c)(ΔT)

Q voda = = (200 gramov)(1 kcal/gC^o)(90 ^oC – T)
Q hliníka = (500 gramov)(0,22 cal/gC^o)(T– 30 ^oC)

Blackov základný vzorec _{: uvoľnené} Q = _{absorbované Q}

Voda má vyššiu počiatočnú teplotu (90 ^oC) aby voda uvoľňovala teplo, hliník má nižšiu počiatočnú teplotu (30 ^oC) aby hliník absorboval teplo. Konečná teplota zmesi vody a hliníka musí byť nižšia ako počiatočná teplota vody a vyššia ako počiatočná teplota hliníka.
(200 gramov)(1 kcal/gC^o)(90 ^oC – T) = (500 gramov)(0,22 kalórií/g C^o)(T– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-T) = (110)(T-30)
18000 – 200 T = 110 T – 3300
18000 + 3300 = 110 T + 200 T
42 000 = 310 T
T = 68,7 ^oC
Konečná teplota zmesi vody a hliníka je 68,7 °C. ^oC.
Správna odpoveď je C.

5. Kus kovu s hmotnosťou 300 gramov pri teplote 80 ^oC ponorené do 200 gramov vody s teplotou 40 ^oC. Merná tepelná kapacita vody = 1 cal/g C^oAk je konečná teplota zmesi kovu a vody 50^o C a nádoba neabsorbuje teplo, potom je špecifická tepelná kapacita kovu…
A. 0,15 kal/g C^o
B. 0,22 kal/g C^o
C. 1,50 kal/g C^o
D. 4,8 kal/g C^o
E. 7,2 kalórií/g C^o
Diskusia:
Je známe :
m kovu = 300 gramov
T kov = 80 ^oC
m vody = 200 gramov
T vody = 40 ^oC
c vody = 1 kal/g C^o
T konečnej zmesi kovu a vody = 50 ^oC
Opýtal sa :
c kov?
Džavab :
Q kov = (m)(c)(ΔT) = (300 gramov)(c kov)(80^oC - 50^oC) = (300 gramov)(c kov)(30 C^o)
Q voda = (m)(c)(ΔT) = (200 gramov)(1 kal/g C^o)(60^oC - 50^oC) = (200 gramov)(1 kcal/g C^o)(10 °C^o)

Blackov základný vzorec _{: uvoľnené} Q = _{absorbované Q}

Kov má vyššiu počiatočnú teplotu (80 ^oC) aby kov uvoľňoval teplo, má voda nižšiu počiatočnú teplotu (40 ^oC) aby voda absorbovala teplo.
(300 gramov)(c kov)(30 °C^o) = (200 gramov)(1 kcal/g C^o)(10 °C^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 c = 2000
c = 2000 / 9000
c = 0,22 kal/g C^o
Merná tepelná kapacita kovu je 0,22 cal/g C^o.
Správna odpoveď je B.

6. Dve rovnaké gule majú rovnakú teplotu 40 ^oC, obe gule majú hmotnosti 10 gramov a 40 gramov. Obe gule sú umiestnené v kvapaline tak, že teplota oboch guliek stúpne na 60^oC. Ak je merná tepelná kapacita gule 2 kcal/gr C^o a 1 kalória = 4,2 Joulov, potom rozdiel v teple absorbovanom každou guľkou je...
A. 5,04 x 10³ joule
B. 7,50 x 10³ joule
Cca 10,6 x 10³ joule
D. 40 x 10³ joule
E. 42 x 10³ joule
Diskusia:
Je známe :
m₁ = 10 gramy
m₂ = 40 gramy
T₁ =T₂ = 40 ^oC
T _koniec = 60 ^oC
c guľa = 2 kcal/g C^o
Opýtal sa :
Aký je rozdiel v teple absorbovanom každou guľou?
Džavab :
Teplota oboch guľôčok sa zvyšuje, pretože obe guľôčky musia absorbovať teplo.
Q₁ = (10 g)(2 kcal/g C^o)(60^oC–40^oC) = (10 g)(2 kcal/g C^o)(20 °C^o) = 400 cal = (400) (4,2 J) = 1680 joulov
Q₂ = (40 g)(2 kcal/g C^o)(60^oC–40^oC) = (40 g)(2 kcal/g C^o)(20 °C^o) = 1600 cal = (1600) (4,2 J) = 6720 joulov
Rozdiel v teple absorbovanom každou guľou:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
Správna odpoveď je A.

7. Voda s hmotnosťou 200 gramov a teplotou 30 °C sa zmieša s vriacou vodou s hmotnosťou 100 gramov a teplotou 90 °C. (Šerná tepelná kapacita vody = 1 kal.gram ^-1 °C ^-1 ). Teplota zmiešanej vody v čase tepelnej rovnováhy je….

A. 10 °C

B. 30 °C

50 °C

D. 75°C

V. 150°C

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť vody 1 (m ₁ ) = 200 gramov

Teplota vody 1 (T ₁ ) = 30 ^° C

Hmotnosť vody 2 (m ₂ ) = 100 gramov

Teplota vody 2 (T ₂ ) = 90 ^° C

Merná tepelná kapacita vody (c) = 1 kal.gram ⁻¹ °C ⁻¹

Otázka : konečná teplota zmesi

Odpoveď :

Teplo uvoľnené vodou s vysokou teplotou (Q uvoľnené) = teplo absorbované vodou s nízkou teplotou (Q absorbované)

Správna odpoveď je C.

8. 60 gramov vody s teplotou 90 ^° C (merná tepelná kapacita vody = 1 cal.g ^-1 . ^° C ^-1 ) sa zmieša so 40 gramami podobnej vody s teplotou 25 ^° C. Ak neexistujú žiadne iné faktory, ktoré by tento proces ovplyvňovali, potom je konečná teplota zmesi...

A. 15,4 ^° C

B. 23,0 ^° C

46,0 ^° C

D. 64,0 ^° C

E. 77,0 ^° C

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť vody 1 (m ₁ ) = 60 gramov

Teplota vody 1 (T ₁ ) = 90 ^° C

Hmotnosť vody 2 (m ₂ ) = 40 gramov

Teplota vody 2 (T ₂ ) = 25 ^° C

Merná tepelná kapacita vody (c) = ^{1 cal.g⁻¹} . ^° C⁻¹

Otázka : konečná teplota zmesi

Odpoveď :

Teplo uvoľnené vodou s vysokou teplotou (Q uvoľnené) = teplo absorbované vodou s nízkou teplotou (Q absorbované)

Správna odpoveď je D.

9. Ľad s hmotnosťou M gramov pri teplote 0 ^° C sa vloží do vody s hmotnosťou 340 gramov pri teplote 20 ^° C, ktorá je umiestnená v špeciálnej nádobe. Predpokladajme, že nádoba neabsorbuje/neuvoľňuje teplo. Ak L _ľadu = 80 cal g ^-1 , c _vody = 1 cal g ^{-1 °} C ^-1 , všetok ľad sa roztopí a tepelná rovnováha sa dosiahne pri teplote 5 ^° C, potom hmotnosť ľadu (M) je...

A. 60 gramov

B. 68 gramov

C. 75 gramov

D. 80 gramov

E. 170 gramov

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť vody (m) = 340 gramov

Teplota ľadu (T _es ) = 0 ^° C

Teplota vody (T _vody ) = 20 ^° C

Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 5 ^° C

Teplo topiaceho sa ľadu (L _ľadu ) = 80 cal g ^-1

Merná tepelná kapacita vody (c ^vody ₎ = 1 cal ^{g⁻¹ °} C⁻¹

Otázka : Hmotnosť ľadu (M)

Odpoveď :

Blackov princíp hovorí, že v izolovanom uzavretom systéme sa teplo uvoľnené objektom s vysokou teplotou rovná teplu absorbovanému objektom s nízkou teplotou.

Teplo uvoľnené vodou (Q uvoľnené) = teplo absorbované ľadom (Q absorbované)

Správna odpoveď je A.

Katatán:

Ak sa uvádza, že ľad má teplotu 0 ^°C, potom je voda stále v pevnom stave. Ak sa uvádza, že voda má teplotu 0 ^° C, potom je voda v kvapalnom stave. Rozlišujte použitie slov ľad a voda. Pretože voda je stále v pevnom stave alebo ľade, absorbované teplo sa najprv použije na roztopenie všetkého ľadu na vodu, preto sa na pravej strane vyššie uvedenej rovnice pridá vzorec na výpočet množstva tepla potrebného na roztopenie ľadu (m _es L _es ). Po roztopení všetkého ľadu na vodu sa na zvýšenie teploty ľadu z 0 ^° C na 5 ^° C použije ďalšie teplo.

10. Kovová meď s teplotou 100 ^° C sa vloží do vody s hmotnosťou 128 gramov a teplotou 30 ^° C. Merná tepelná kapacita vody je 1 cal.g ^{-1 °} C ^-1 a merná tepelná kapacita medi je 0,1 cal.g ^-1 °C ^-1 . Ak tepelná rovnováha nastane pri teplote 36 ^° C, potom hmotnosť kovu je….

A. 140 gramov

B. 120 gramov

C. 100 gramov

D. 80 gramov

E. 75 gramov

Diskusia

Je známe, že:

Teplota medi (T1 ₎ = 100 ^° C

Merná tepelná kapacita medi (c1 ₎ ⁼ 0,1 cal.g⁻¹ ^° C⁻¹

Hmotnosť vody (m² ₎ = 128 gramov

Teplota vody (T2 ₎ = 30 ^° C

Merná tepelná kapacita vody (c² ₎ = 1 cal· ^{g⁻¹ °} C⁻¹

Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 36 ^° C

Otázka: Hmotnosť medi ( _m1 )

Odpoveď:

Blackov princíp hovorí, že teplo uvoľnené objektom s vysokou teplotou = teplo prijaté objektom s nízkou teplotou.

Správna odpoveď je B.

11. Tri kilogramy čiernej olovenej tyče so špecifickou tepelnou výhrevnosťou 1400 J.kg ^-1 C ^-1 pri teplote 80 ^° C sa ponoria do 10 kg vody so špecifickou tepelnou výhrevnosťou 4200 J.kg ^-1 C ^-1 . Po dosiahnutí tepelnej rovnováhy je konečná teplota zmesi 20 ^° C. Počiatočná teplota vody je….

A. 20 ^° C

B. 18 ^° C

14 ^° C

D. 12 ^° C

E. 10 ^° C

Diskusia

Je známe, že:

Hmotnosť olova (m1 ₎ = 3 kg

Merná tepelná kapacita cínu (c1 ₎ ⁼ 1400 ^J.kg⁻¹ C⁻¹

Teplota cínu (T1 ₎ = 80 ^° C

Hmotnosť vody (m² ₎ = 10 kg

Merná tepelná kapacita vody (c² ⁾ ₌ 4200 ^J.kg⁻¹ C⁻¹

Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 20 ^° C

Požadovaná: Počiatočná teplota vody ( _T2 )

Odpoveď:

Správna odpoveď je C.

12. Minca s hmotnosťou 50 gramov sa zahreje na teplotu 85 ^° C a potom sa ponorí do nádoby obsahujúcej 50 gramov vody s teplotou 29,8 ^° C (merná tepelná kapacita vody = 1 cal.g ^-1 . ^° C ^-1 ). Ak je konečná teplota systému 37 ^° C a predpokladáme, že v nádobe nedochádza k žiadnej zmene tepla, potom je merná tepelná kapacita kovu...

A. ^{0,12 kal.g⁻¹} . ^o C⁻¹

B. 0,30 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

C. ^{1,50 kal.g⁻¹} . ^° C⁻¹

D. ^{4,8 kal.g⁻¹} . ^° C⁻¹

E. ^{7,2 kal.g⁻¹} . ^° C⁻¹

Diskusia

Je známe, že:

Hmotnosť mince (m) = 50 gramov

Počiatočná teplota mince (T1 ₎ = 85 ^° C

Hmotnosť vody (m) = 50 gramov

Počiatočná teplota vody (T2 ₎ = 29,8 ^° C

^{Merná tepelná kapacita} vody = 1 ^cal.g⁻¹ . ^° C⁻¹

Konečná teplota systému (T) = 37 ^° C

Otázka: Merná tepelná kapacita kovu (c)

Odpoveď:

Blackov princíp hovorí, že uvoľnené teplo = absorbované teplo. Teplo uvoľňuje minca a teplo absorbuje voda, až kým sa nedosiahne tepelná rovnováha.

Všetky jednotky sú vyjadrené v gramoch, takže nie je potrebné jednotky prepočítavať.

_uvoľnený Q = _{absorbovaný Q}

m _kov c ΔT = m _voda c ΔT

(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(c)(48) = 7,2

c = 7,2 / 48

^c = 0,15 ^{kal.g⁻¹ .} o C⁻¹

13. Kovová meď s teplotou 100 ^° C sa vloží do vody s hmotnosťou 128 gramov a teplotou 30 ^{° C .} Merná tepelná kapacita vody je 1 cal.g⁻¹ ^° C⁻¹ a merná tepelná kapacita medi je 0,1 cal.g⁻¹ ^{° C⁻¹} . Ak tepelná rovnováha nastane pri teplote 36 ^° C, potom hmotnosť kovu je…^.

A. 140 gramov
B. 120 gramov
C. 100 gramov
D. 80 gramov
E. 75 gramov

Diskusia
Je známe, že:
Teplota medi (T₁) = 100 ^oC
Merná tepelná kapacita medi (c₁) = 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1

Hmotnosť vody (m₂) = 128 gramov
Teplota vody (T₂) = 30 ^oC
Merná tepelná kapacita vody (c₂) = 1 kal.g^{-1 o}C^-1

Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 36 ^oC
Otázka: Hmotnosť medi (m₁)
Odpoveď:

Blackov princíp hovorí, že teplo uvoľnené objektom s vysokou teplotou = teplo prijaté objektom s nízkou teplotou.
Q medi = Q vody
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ AT
(m₁)(0,1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(m₁)(0,1)(64) = (128)(1)(6)
(m₁)(6,4) = 768
m₁ = 768/6,4
m₁ = 120
Hmotnosť medi je 120 gramov.
Správna odpoveď je B.

14. Tri kilogramy čiernej olovenej tyče so špecifickou tepelnou výhrevnosťou 1400 J.kg ^-1 C ^-1 pri teplote 80 ^° C sa ponoria do 10 kg vody so špecifickou tepelnou výhrevnosťou 4200 J.kg ^-1 C ^-1 . Po dosiahnutí tepelnej rovnováhy je konečná teplota zmesi 20 ^° C. Počiatočná teplota vody je….

A. 20 ^oC
B. 18 ^oC
C. 14 ^oC
D. 12 ^oC
E. 10 ^oC

Diskusia
Je známe, že:
Hmotnosť olova (m₁) = 3 kg
Merná tepelná kapacita cínu (c₁) = 1400 J.kg^-1 C^-1
Teplota cínu (T₁) = 80 ^oC

Hmotnosť vody (m₂) = 10 kg
Merná tepelná kapacita vody (c₂) = 4200 J.kg^-1 C^-1

Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 20 ^oC
Hľadaná: Počiatočná teplota vody (T₂)
Odpoveď:
uvoľnené Q = prijaté Q
Q cínu = Q vody
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ AT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42 000)(20-T)
252.000 = 840.000 – 42.000 T
42 000 T = 840 000 – 252 000
42 000 T = 588 000
T = 588.000 42.000 / XNUMX XNUMX
T = 14
Počiatočná teplota vody je 14^oC.
Správna odpoveď je C.

15. Ľad s hmotnosťou M gramov pri teplote 0 ^° C sa vloží do vody s hmotnosťou 340 gramov pri teplote 20 ^° C, ktorá je umiestnená v špeciálnej nádobe. Predpokladajme, že nádoba neabsorbuje/neuvoľňuje teplo. Ak L _ľadu = 80 cal g ^-1 , c _vody = 1 cal g ^{-1 °} C ^-1 , všetok ľad sa roztopí a tepelná rovnováha sa dosiahne pri teplote 5 ^° C, potom hmotnosť ľadu (M) je...

A. 60 gramov
B. 68 gramov
C. 75 gramov
D. 80 gramov
E. 170 gramov

Diskusia
Je známe :
Hmotnosť vody (m) = 340 gramov
Teplota ľadu (T_es) = 0^oC
Suhu voda (T_vzduch) = 20^oC
Teplota tepelnej rovnováhy (T) = 5^oC
Teplo topenia ľadu (L)_es) = 80 kalórií na g^-1
Merná tepelná kapacita vody (c_vzduch) = 1 kalórií na g^{-1 o}C^-1
Opýtal sa Hmotnosť ľadu (M)
Džavab :

Čierny princíp uvádza, že v izolovanom uzavretom systéme je teplo uvoľnené objektom s vysokou teplotou rovnaké ako teplo absorbované objektom s nízkou teplotou.
Teplo uvoľnené vodou (Q uvoľnené) = teplo absorbované ľadom (Q absorbované)
m_vzduch c_vzduch (T) = m_es L_es +m_es c_vzduch (T)
(340)(1)(20-5) = M(80) + M(1)(5-0)
(340)(15) = 80 miliónov + 5 miliónov
5100 = 85 miliónov
M = 5100/85
M = 60 gramov
Správna odpoveď je A.

Katatán:
Ak sa uvedie, že ľad má teplotu 0^o potom je voda stále v pevnom stave. Ak sa uvedie, že teplota vody je 0^oC potom je voda v kvapalnom skupenstve. Rozlišujte použitie slov ľad a voda. Keďže voda je stále v pevnom alebo ľadovom skupenstve, teplo absorbované ako prvé sa použije na roztavenie všetkého ľadu na vodu, preto na pravej strane vyššie uvedenej rovnice je pridaný vzorec na výpočet množstva tepla potrebného na roztavenie ľadu (m_es L_es). Keď sa všetok ľad roztopí na vodu, použije sa dodatočné teplo na zvýšenie teploty ľadu z 0^oC sa zmení na 5^oC.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium