Пробирку с эфиром, имеющим температуру 10°С устанавливают в ёмкость с 1 л. воды, нагретой до температуры 75°С. Определите, на сколько изменится температура воды, если в пробирке было 50 г эфира. На сколько изменилась бы температура воды, если эфира в пробирке было бы в десять раз больше. Теплоёмкостью пробирки и ёмкости, а также потерями энергии пренебречь.

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии, так как потери энергии мы пренебрегаем.

Для начала, нам необходимо определить количество тепла, которое передастся от эфира к воде. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT

Где Q - количество тепла, mc - масса вещества (масса воды или эфира), ΔT - изменение температуры.

Первая часть задачи:

Дано:
Масса эфира (m1) = 50 г
Температура эфира (T1) = 10 °C
Масса воды (m2) = 1 л = 1000 г
Температура воды (T2) = 75 °C

Нам необходимо определить ΔT2 - изменение температуры воды.

Чтобы посчитать количество тепла (Q1), которое передастся от эфира к воде, используем формулу:

Q1 = m1c1ΔT1

Где c1 - удельная теплоемкость эфира.

Удельная теплоемкость эфира можно найти в таблице. Пусть для данного примера она составляет 2,2 Дж/(г*°C) (это значение вымышленное, реальное значение следует искать в таблице).

Таким образом, мы можем записать уравнение:

Q1 = 50 г * 2,2 Дж/(г*°C) * (10 °C - 75 °C)

Q1 = -8625 Дж

Знак минус указывает на то, что энергия передаётся от эфира к воде.

Теперь мы можем найти изменение температуры воды (ΔT2):

Q1 = m2c2ΔT2

Снова используем формулу:

ΔT2 = Q1 / (m2c2)

Подставляем известные значения:

ΔT2 = -8625 Дж / (1000 г * 4,18 Дж/(г*°C))

ΔT2 ≈ -2.06 °C

Ответ: Температура воды изменится на примерно -2.06 °C.

Вторая часть задачи:

Теперь предположим, что эфира в пробирке было бы в десять раз больше, т.е. его масса увеличилась до 500 г.

Таким образом, у нас меняется только m1, а все остальные значения остаются прежними.

Мы можем использовать ту же самую формулу для нахождения Q2:

Q2 = m1c1ΔT1

Q2 = 500 г * 2,2 Дж/(г*°C) * (10 °C - 75 °C)

Q2 = -86250 Дж

Снова используя формулу:

ΔT2 = Q2 / (m2c2)

ΔT2 = -86250 Дж / (1000 г * 4,18 Дж/(г*°C))

ΔT2 ≈ -20.62 °C

Ответ: Если бы в пробирке было бы в десять раз больше эфира, то температура воды изменилась бы на примерно -20.62 °C.