У калориметр масою 200 г, де міститься 200 г води за температури 10* C занурюють сталеве тіло масою 300 г, температура якого становить 95* C Через певний час після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі дорівнює 22* C Визнач питому теплоємність речовини, з якої виготовлено калориметр.
Ответы
Ответ:
Для вирішення цієї задачі використовуємо закон збереження енергії для визначення питомої теплоємності речовини, з якої виготовлено калориметр.
Спочатку знайдемо кількість тепла, яке виділилося від сталевого тіла і нагріло воду і калориметр до кінцевої температури:
1. Кількість тепла, виділена від сталевого тіла:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
де m1 - маса сталевого тіла (300 г),
c1 - питома теплоємність сталі (приблизно 0,5 Дж/г°C),
ΔT1 - зміна температури сталі (95°C - 22°C).
2. Кількість тепла, яке поглинула вода:
Q2 = m2 * c2 * ΔT2,
де m2 - маса води (200 г),
c2 - питома теплоємність води (приблизно 4,18 Дж/г°C),
ΔT2 - зміна температури води (22°C - 10°C).
3. Кількість тепла, яке поглинув калориметр (це те, що ми шукаємо):
Q3 = m3 * c3 * ΔT3,
де m3 - маса калориметра,
c3 - питома теплоємність калориметра (що нас цікавить),
ΔT3 - зміна температури калориметра (22°C - 10°C).
Закон збереження енергії стверджує, що сума кількостей тепла, виділених і поглинутих, дорівнює нулю внаслідок встановлення теплової рівноваги:
Q1 + Q2 + Q3 = 0.
Підставимо значення Q1 і Q2 та розв'яжемо рівняння відносно Q3:
(300 г) * (0,5 Дж/г°C) * (95°C - 22°C) + (200 г) * (4,18 Дж/г°C) * (22°C - 10°C) + (m3) * (c3) * (22°C - 10°C) = 0.
Розв'язавши це рівняння, ми зможемо знайти питому теплоємність калориметра (c3).
Ответ:
Спочатку знайдемо зміни температур:
Початкова температура води, T1 = 10°C.
Початкова температура сталевого тіла, T2 = 95°C.
Кінцева температура в калориметрі, Tк = 22°C.
Зміна температури води:
ΔT1 = Tк - T1 = 22°C - 10°C = 12°C.
Зміна температури сталевого тіла:
ΔT2 = Tк - T2 = 22°C - 95°C = -73°C.
Тепер ми можемо записати рівняння енергії:
(маса1 * специфічна теплоємність1 * ΔT1) + (маса2 * специфічна теплоємність2 * ΔT2) = 0.
Підставимо відомі значення:
(200 г * Cводи * 12°C) + (300 г * Cкалориметру * (-73°C)) = 0.
Тепер ми шукаємо специфічну теплоємність матеріалу, з якого виготовлено калориметр (Cкалориметру):
(200 г * Cводи * 12°C) + (300 г * Cкалориметру * (-73°C)) = 0,
(2400 г°Cводи) - (21900 г°Cкалориметру) = 0,
2400 г°Cводи = 21900 г°Cкалориметру,
Cкалориметру = (2400 г°Cводи) / (21900 г) ≈ 0.1097 г/градC.
Отже, питома теплоємність матеріалу, з якого виготовлено калориметр, становить приблизно 0.1097 г/градC.
Объяснение: