Question

Для визначення питомої теплоти плавлення олова у калориметр, що містить 330 г води при температурі 7°С влили 350 г розплавленого олова взятого при температурі тверднення 327°С, після чого в калориметрі теплоємність якого 100 Дж/К встановилась температура 32°С. Визначити питому теплоту плавлення олова за даними досліду.

Answer 1

Для визначення питомої теплоти плавлення олова можна використовувати рівняння теплообміну:

Q = m * c * ΔT

де:
Q - витрата тепла (в джоулях)
m - маса речовини (в кілограмах)
c - питома теплоємність речовини (в Дж/кг∙К)
ΔT - зміна температури (в Кельвінах)

У нашому випадку ми шукаємо питому теплоту плавлення олова (L). Тобто, нам потрібно визначити, скільки тепла потрібно, щоб плавлення олова при незмінній температурі.

Маса води (m_вода) = 330 г = 0.33 кг
Температура води до додавання олова (T_початкова) = 7°C = 280 K
Температура води після доадавання олова (T_кінцева) = 32°C = 305 K
Маса олова (m_олово) = 350 г = 0.35 кг
Теплоємність калориметра (c_калориметра) = 100 Дж/К

Знайдемо спочатку тепло, яке поглинуло вода:

Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода
Q_вода = 0.33 кг * 4186 Дж/кг∙К * (305 K - 280 K) = 0.33 кг * 4186 Дж/кг∙К * 25 K = 3481.5 Дж

Тепер знайдемо тепло, яке виділилося при плавленні олова:

Q_олово = m_олово * L

Тепло, яке відійшло від води, дорівнює теплу, яке виділилося при плавленні олова:

Q_вода = Q_олово

Тобто:

0.33 кг * 4186 Дж/кг∙К * 25 K = 0.35 кг * L

L = (0.33 кг * 4186 Дж/кг∙К * 25 K) / 0.35 кг = 24,179 Дж/г = 24,179 Дж/кг

Тепер ми знаємо питому теплоту плавлення олова. Вона становить приблизно 24,179 кДж/кг, або 24179 Дж/кг.