Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
атомными спектрами1 называют как спектры испускания, так и спектры поглощения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов.
(1 атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом (100—400 нм), видимом (400—760 нм) или инфракрасном (а. > 760 нм) диапазоне длин волн.)
электроны в атомах могут находиться в стационарных энергетических состояниях. в этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. энергетические состояния схематически изображают в виде уровней (см., например, рис. 23.11). число электронов в атоме ограничено, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных электронных энергетических уровней с наименьшей энергией. таким образом, оказываются заполненными нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным. если атом получает энергию (например, при соударении с другими атомами или при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. при этом атом оказывается в электронно-возбужденном состоянии с избыточной энергией.
поглощение кванта возможно при условии, если его энергия равна разности энергий какого-либо свободного электронного уровня (еi) и заполненного (ek): hv = еi - ek, i > k (23.31). эта формула выражает закон сохранения энергии.
возбужденные атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. поэтому происходят спонтанные квантовые переходы ei ek. такие переходы могут быть безызлучательными (энергия передается окружающим атомам при столкновениях, вызывая нагрев тела) или излучательными с испусканием квантов света, энергия которых выражается формулой (23.31). спонтанное излучение определяется в основном внутренними причинами, является случайным событием и имеет вероятностный характер. обычные источники света испускают в основном спонтанное излучение.
особо выделяется другой вид излучения, который называется вынужденным, или индуцированным. оно возникает при взаимодействии кванта с возбужденным атомом и будет рассмотрено в § 24.8
наибольший интерес представляют оптические атомные спектры испускания, которые получают от возбужденных атомов. их возбуждение обычно достигается при электрическом разряде в газе или нагревании вещества пламенем газовых горелок, электрической дугой или искрой.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.
ответ:
атомными спектрами1 называют как спектры испускания, так и спектры поглощения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов.
(1 атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом (100—400 нм), видимом (400—760 нм) или инфракрасном (а. > 760 нм) диапазоне длин волн.)
электроны в атомах могут находиться в стационарных энергетических состояниях. в этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. энергетические состояния схематически изображают в виде уровней (см., например, рис. 23.11). число электронов в атоме ограничено, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных электронных энергетических уровней с наименьшей энергией. таким образом, оказываются заполненными нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным. если атом получает энергию (например, при соударении с другими атомами или при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. при этом атом оказывается в электронно-возбужденном состоянии с избыточной энергией.
поглощение кванта возможно при условии, если его энергия равна разности энергий какого-либо свободного электронного уровня (еi) и заполненного (ek): hv = еi - ek, i > k (23.31). эта формула выражает закон сохранения энергии.
возбужденные атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. поэтому происходят спонтанные квантовые переходы ei ek. такие переходы могут быть безызлучательными (энергия передается окружающим атомам при столкновениях, вызывая нагрев тела) или излучательными с испусканием квантов света, энергия которых выражается формулой (23.31). спонтанное излучение определяется в основном внутренними причинами, является случайным событием и имеет вероятностный характер. обычные источники света испускают в основном спонтанное излучение.
особо выделяется другой вид излучения, который называется вынужденным, или индуцированным. оно возникает при взаимодействии кванта с возбужденным атомом и будет рассмотрено в § 24.8
наибольший интерес представляют оптические атомные спектры испускания, которые получают от возбужденных атомов. их возбуждение обычно достигается при электрическом разряде в газе или нагревании вещества пламенем газовых горелок, электрической дугой или искрой.
объяснение: