Имеется термос, в котором находится 0,18 кг воды при температуре 11 °C. После погружения предмета массой 836

Имеется термос, в котором находится 0,18 кг воды при температуре 11 °C. После погружения предмета массой 836 г и температурой 187 °C в воду, температура в термосе установилась на уровне 40 °C. Необходимо определить удельную теплоемкость материала, из которого изготовлен данный предмет.
Basya

Basya

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для расчета теплообмена между предметами:

\[Q = mc\Delta T\]

где \(Q\) - теплообмен, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Дано:
\(m_1 = 0.18 \, \text{кг}\) - масса воды
\(T_1 = 11 \, ^\circ\text{C}\) - начальная температура воды

\(m_2 = 0.836 \, \text{кг}\) - масса предмета
\(T_2 = 187 \, ^\circ\text{C}\) - температура предмета

\(T_3 = 40 \, ^\circ\text{C}\) - конечная температура воды и предмета

Для начала найдем теплообмен между предметом и водой:

\[Q_1 = m_1c_1\Delta T_1\]

Используя известные значения: \(m_1 = 0.18 \, \text{кг}\), \(c_1 = 4186 \, \text{Дж/кг}^\circ\text{C}\) (удельная теплоемкость воды) и \(\Delta T_1 = T_3 - T_1\), мы можем выразить \(Q_1\) через эти значения и найти его численное значение.

Затем найдем теплообмен между предметом и водой:

\[Q_2 = m_2c_2\Delta T_2\]

Используя известные значения: \(m_2 = 0.836 \, \text{кг}\), \(c_2\) (удельная теплоемкость материала предмета) и \(\Delta T_2 = T_3 - T_2\), мы можем выразить \(Q_2\) через эти значения и найти его численное значение.

Теперь мы знаем, что теплообмен между предметом и водой должен быть одинаковым, так как тепло не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому:

\[Q_1 = Q_2\]

Подставляя значения, полученные ранее, мы можем выразить \(c_2\) и решить уравнение для этого неизвестного:

\[m_1c_1\Delta T_1 = m_2c_2\Delta T_2\]

Итак, пора приступить к вычислениям:

1. Рассчитаем \(\Delta T_1\):
\(\Delta T_1 = T_3 - T_1 = 40 - 11 = 29 \, ^\circ\text{C}\)

2. Рассчитаем \(\Delta T_2\):
\(\Delta T_2 = T_3 - T_2 = 40 - 187 = -147 \, ^\circ\text{C}\)

3. Рассчитаем \(Q_1\):
\(Q_1 = m_1c_1\Delta T_1 = 0.18 \cdot 4186 \cdot 29 = 21906.84 \, \text{Дж}\)

4. Рассчитаем \(Q_2\):
\(Q_2 = m_2c_2\Delta T_2\)

Так как \(Q_1 = Q_2\), мы можем записать:
\(m_1c_1\Delta T_1 = m_2c_2\Delta T_2\)

Исходя из этого, мы можем найти \(c_2\):

\(c_2 = \frac{{m_1c_1\Delta T_1}}{{m_2\Delta T_2}} = \frac{{0.18 \cdot 4186 \cdot 29}}{{0.836 \cdot (-147)}}\)

Рассчитывая это выражение, мы получаем \(c_2 \approx -2063.93 \, \text{Дж/кг}^\circ\text{C}\).

Ответ: Удельная теплоемкость материала предмета составляет около -2063.93 Дж/кг°C.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello