Тип 21 № 5501 

Классификатор: МКТ и термодинамика. Теплообмен
i
Решение. Поскольку калориметр полностью заполнен водой, а в воду погружают лёд, то часть воды из сосуда выливается, при этом объем вытесненной воды равна объему кусочка льда. Также это означает, что при полном таянии льда, уровень воды в калориметре не изменяется. Пусть C — теплоёмкость воды в калориметре, за вычетом вытесненной после погружения кусочка льда, теплоёмкость воды, образованной после таяния кусочка льда, Cк, Q0 — количество теплоты, необходимое для нагревания кусочка льда до температуры плавления и полного плавления льда.
Исходя из того, что
следует, что первые два кусочка льда растаяли, и есть основания полагать, что третий тоже растает полностью. Исходя из того, что первый кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании первого кусочка льда:

Исходя из того, что второй кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании второго кусочка льда:

В предположении того, что третий кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании третьего кусочка льда:

Решив (1), (2) и (3) совместно, получим:

Например, из (1) и (2)

из (2) и (3)

откуда

Выполнена проверка:

Ответ: 
Критерии проверки:| Критерии оценивания | Баллы |
|---|
| Указано, что часть воды из сосуда выливается | 2 |
| Сделан вывод о том, что третий кусочек льда полностью растает | 1 |
| Записано уравнение теплового баланса при опускании первого кусочка льда | 4 |
| Записано уравнение теплового баланса при опускании второго кусочка льда | 4 |
| Записано уравнение теплового баланса для третьего кусочка льда | 4 |
| Получен ответ | 3 |
| Выполнена проверка | 2 |
| Максимальный балл | 20 |
Ответ: 