В калориметр налили 0,1 кг воды при температуре 20 °С и по- грузили в воду вынутый из кипятка металлический брусок
массой 0,2 кг. Чему равна удельная теплоёмкость этого метал-
ла, если в калориметре установилась температура 44 °С? Ка-
кой это может быть металл? Будем считать, что теплопереда-
чей калориметру и окружающему воздуху можно пренебречь.​

Seperawar Seperawar    3   14.09.2020 17:23    529

Ответы
денчик298 денчик298  16.01.2024 16:11
Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать формулу для расчета теплоемкости:

Q = mcΔT

Где:
Q - количество полученного или отданного тепла
m - масса вещества
c - удельная теплоемкость вещества
ΔT - изменение температуры

В данном случае, в калориметр налита 0,1 кг воды (m1 = 0,1 кг) при температуре 20 °С (T1 = 20 °C). Металлический брусок имеет массу 0,2 кг (m2 = 0,2 кг). Конечная температура системы составляет 44 °C (T2 = 44 °C).

Мы хотим найти удельную теплоемкость металла (c2) и определить, какой металл это может быть.

Первым шагом в решении задачи будет расчет количества тепла, отданного воде:

Q1 = m1c1ΔT1

Так как воде отдана теплоемкость, то количество тепла будет отрицательным, поэтому:

Q1 = -m1c1ΔT1

Далее, расчитаем количество тепла, полученного металлическим бруском:

Q2 = m2c2ΔT2

Так как металл получил тепло, то количество тепла будет положительным:

Q2 = m2c2ΔT2

Теперь мы знаем, что сумма количества тепла, полученного металлическим бруском и отданного воде, равна нулю (тепло никуда не исчезает и сохраняется в системе). Поэтому:

Q1 + Q2 = 0

(-m1c1ΔT1) + (m2c2ΔT2) = 0

Также нам дано, что масса воды (m1) равна 0,1 кг, масса металлического бруска (m2) равна 0,2 кг, начальная температура (T1) составляет 20 °C, а конечная температура (T2) - 44 °C.

Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение и решить его относительно удельной теплоемкости металла (c2):

(-0,1c1(44-20)) + (0,2c2(44-20)) = 0

-0,1c1(24) + 0,2c2(24) = 0

-2,4c1 + 4,8c2 = 0

Теперь мы можем разделить уравнение на 2,4 для упрощения расчетов:

-2,4c1/2,4 + 4,8c2/2,4 = 0/2,4

-c1 + 2c2 = 0

Таким образом, мы получили уравнение, которое связывает удельную теплоемкость воды (c1) и удельную теплоемкость металлического бруска (c2). Теперь нужно решить его.

Один из способов решения этого уравнения - метод подстановки. Давайте предположим, что удельная теплоемкость воды (c1) равна 4,18 Дж/г·°C (это значение используется для воды) и найдем значение удельной теплоемкости металла (c2):

-4,18 + 2c2 = 0

2c2 = 4,18

c2 = 4,18 / 2

c2 = 2,09 Дж/г·°C

Таким образом, удельная теплоемкость этого металла равна 2,09 Дж/г·°C.

Теперь давайте ответим на вопрос о том, какой металл это может быть. Удельная теплоемкость различных металлов различается. Для более точного определения, нам необходимо узнать табличное значение удельной теплоемкости для этого металла. Возможно, нам придется обратиться к соответствующему источнику или таблице данных для удельной теплоемкости различных металлов и сравнить это значение с нашим полученным результатом 2,09 Дж/г·°C.

Например, если табличное значение для удельной теплоемкости также равно 2,09 Дж/г·°C, тогда мы можем сказать, что это значение соответствует любому металлу, у которого удельная теплоемкость такая же.

Однако, если табличное значение для удельной теплоемкости отличается от 2,09 Дж/г·°C, тогда мы сможем определить конкретный металл, сравнивая наше значение с величинами из таблицы данных.

Таким образом, чтобы ответить полностью на вопрос, нам нужна таблица данных для удельной теплоемкости различных металлов или дополнительные сведения о материале металлического бруска.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика