Какова удельная теплоемкость металла, если масса воды в калориметре равна 0,1 кг, температура воды составляет 20 градусов Цельсия, а масса металлического бруска, вынутого из кипятка, равна 0,2 кг? Какой металл это может быть? При этом предполагается, что теплообмен с калориметром и окружающей средой можно пренебречь.
Margo
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать формулу для расчета количества переданной теплоты:
\[
Q = mc\Delta T
\]
где:
\(Q\) - количество переданной теплоты,
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.
В нашем случае, теплота, переданная металлическому бруску, равна теплоте, полученной водой. Так как теплообмен с окружающей средой и калориметром можно пренебречь, то можно сказать, что теплота, полученная водой, равна теплоте, потерянной металлическим бруском:
\[
mc\Delta T_{\text{воды}} = mc\Delta T_{\text{металла}}
\]
Разделим обе части уравнения на массу металла \(m_{\text{металла}}\):
\[
c_{\text{металла}} = \frac{m_{\text{воды}}c_{\text{воды}}\Delta T_{\text{воды}}}{m_{\text{металла}}\Delta T_{\text{металла}}}
\]
Теперь подставим известные значения в формулу:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot c_{\text{воды}} \cdot (T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}})}{0,2 \, \text{кг} \cdot (T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}})}
\]
Так как изменение температуры, \(\Delta T_{\text{металла}}\), не указано в задаче, можно сразу сократить значения:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot c_{\text{воды}}}{0,2 \, \text{кг}}
\]
Теперь осталось найти удельную теплоемкость воды для подстановки. Удельная теплоемкость воды \(c_{\text{воды}}\) равна 4186 Дж/(кг·град).
Подставляя это значение в формулу, получим:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/(кг·град)}}{0,2 \, \text{кг}}
\]
Вычисляя значения, получаем:
\[
c_{\text{металла}} = 2093 \, \text{Дж/(кг·град)}
\]
Теперь ответим на вторую часть вопроса о том, какой это металл. Каждый металл имеет свою уникальную удельную теплоемкость. В данной задаче у нас нет информации о конкретном металле, поэтому невозможно точно определить, о каком металле идет речь. Чтобы это сделать, нам нужна дополнительная информация о физических свойствах металла.
\[
Q = mc\Delta T
\]
где:
\(Q\) - количество переданной теплоты,
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.
В нашем случае, теплота, переданная металлическому бруску, равна теплоте, полученной водой. Так как теплообмен с окружающей средой и калориметром можно пренебречь, то можно сказать, что теплота, полученная водой, равна теплоте, потерянной металлическим бруском:
\[
mc\Delta T_{\text{воды}} = mc\Delta T_{\text{металла}}
\]
Разделим обе части уравнения на массу металла \(m_{\text{металла}}\):
\[
c_{\text{металла}} = \frac{m_{\text{воды}}c_{\text{воды}}\Delta T_{\text{воды}}}{m_{\text{металла}}\Delta T_{\text{металла}}}
\]
Теперь подставим известные значения в формулу:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot c_{\text{воды}} \cdot (T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}})}{0,2 \, \text{кг} \cdot (T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}})}
\]
Так как изменение температуры, \(\Delta T_{\text{металла}}\), не указано в задаче, можно сразу сократить значения:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot c_{\text{воды}}}{0,2 \, \text{кг}}
\]
Теперь осталось найти удельную теплоемкость воды для подстановки. Удельная теплоемкость воды \(c_{\text{воды}}\) равна 4186 Дж/(кг·град).
Подставляя это значение в формулу, получим:
\[
c_{\text{металла}} = \frac{0,1 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/(кг·град)}}{0,2 \, \text{кг}}
\]
Вычисляя значения, получаем:
\[
c_{\text{металла}} = 2093 \, \text{Дж/(кг·град)}
\]
Теперь ответим на вторую часть вопроса о том, какой это металл. Каждый металл имеет свою уникальную удельную теплоемкость. В данной задаче у нас нет информации о конкретном металле, поэтому невозможно точно определить, о каком металле идет речь. Чтобы это сделать, нам нужна дополнительная информация о физических свойствах металла.
Знаешь ответ?