Какую плотность имеет камень, если он полностью погружен в воду в сосуде объемом 500 мл? До добавления камня сосуд

Какую плотность имеет камень, если он полностью погружен в воду в сосуде объемом 500 мл? До добавления камня сосуд заполнен холодной водой, и когда камень массой 200 г помещается в воду, температура воды повышается на 6 градусов, а температура камня понижается на 64 градуса. Учитывайте, что плотность воды составляет 4,2 кДж и удельная теплоемкость камня - 0,8. Пренебрегайте теплоемкостью сосуда и теплообменом с окружающей средой.
Черныш

Черныш

Хорошо, давайте решим эту задачу в несколько шагов.

Шаг 1: Найдем изменение теплоты воды.

Для начала найдем изменение теплоты воды. Мы знаем, что ее масса равна объему, а плотность воды составляет 4,2 кДж. Таким образом, изменение теплоты воды можно найти по формуле:

ΔQ1=m1c1ΔT1,

где
ΔQ1 - изменение теплоты воды,
m1 - масса воды,
c1 - удельная теплоемкость воды,
ΔT1 - изменение температуры воды.

Масса воды равна ее объему, то есть 500 мл (или 0,5 л). Подставим все значения в формулу:

ΔQ1=0,5л4,2кДж/л\cdotК6К.

Считаем:

ΔQ1=0,5л4,2кДж/л\cdotК6К=12,6кДж.

Шаг 2: Найдем изменение теплоты камня.

Теперь найдем изменение теплоты камня. Для этого мы используем ту же формулу:

ΔQ2=m2c2ΔT2,

где
ΔQ2 - изменение теплоты камня,
m2 - масса камня,
c2 - удельная теплоемкость камня,
ΔT2 - изменение температуры камня.

Масса камня равна 200 г. Подставим значения в формулу:

ΔQ2=200г0,8(64)K.

Считаем:

ΔQ2=200г0,8(64)К=10,24кДж.

Обратите внимание, что значение ΔT2 является отрицательным, потому что температура камня понижается.

Шаг 3: Найдем плотность камня.

Изменение теплоты камня равно изменению теплоты воды, поэтому:

ΔQ1=ΔQ2.

Подставим значения:

12,6кДж=10,24кДж.

Отсюда можно найти массу камня:

m2=ΔQ1c2ΔT2.

Подставим значения:

m2=12,6кДж0,8(64)К.

Считаем:

m2=12,6кДж51,2.

m2=0,246кг.

Масса не может быть отрицательной, поэтому ошибка с минусом говорит о том, что мы перепутали значения температуры для камня. Нам нужно взять разность температур, поэтому должно быть:

ΔT2=температура водытемпература камня.

Исправим значения:

ΔT2=6К(64)K=70K.

Теперь подставим значения и снова вычислим массу камня:

m2=12,6кДж0,870K.

Считаем:

m2=12,6кДж56кДж/К.

m2=0,225кг.

Шаг 4: Найдем плотность камня.

Теперь, когда у нас есть масса камня, мы можем найти его плотность. Плотность определяется как отношение массы камня к его объему. Поскольку камень полностью погружен в воду, его объем равен объему воды. Мы знаем, что это 500 мл (или 0,5 л). Подставим значения:

ρ=m2V=0,225кг0,5л.

Считаем:

ρ=0,45кг/л.

Таким образом, плотность камня равна 0,45 кг/л.

Ответ: Камень имеет плотность 0,45 кг/л.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello