Яка є питома теплоємність речовини кульки, яку опустили у алюмінієвий калориметр масою 50 г, що містить 200 г води при температурі 20 градусів за Цельсієм, із масою 400 г та температурою 80 градусів за Цельсієм, і, коли досягнуто теплової рівноваги, вода та кулька мають температуру 30 градусів за Цельсієм?
Zolotaya_Zavesa
Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета теплоемкости:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где:
\(Q\) - количество тепла,
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) — изменение температуры.
Сначала найдем количество тепла, переданное от алюминиевого калориметра кульке. Поскольку тепловое равновесие установилось, это количество тепла будет равно количеству тепла, поглощенному водой:
\[Q_{\text{вода}} = Q_{\text{кулька}}\]
Масса воды \(m_1 = 200 \, \text{г}\), температура воды до смешения \(T_1 = 20 \, \degree \text{C}\), масса кульки \(m_2\), температура кульки до смешения \(T_2\), температура воды и кульки после смешения \(T_3 = 30 \, \degree \text{C}\).
Найдем количество тепла, поглощенное водой:
\[Q_{\text{вода}} = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
где \(c_1\) - удельная теплоемкость воды, а \(\Delta T_1\) - изменение температуры воды.
Теперь рассмотрим количество тепла, поглощенное кулькой:
\[Q_{\text{кулька}} = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2\]
где \(c_2\) - удельная теплоемкость кульки, а \(\Delta T_2\) - изменение температуры кульки.
Из условия задачи мы знаем, что сумма полученного и переданного количества тепла равна нулю:
\[Q_{\text{вода}} + Q_{\text{кулька}} = 0\]
Подставим значения и приведем уравнение к виду, позволяющему найти удельную теплоемкость кульки:
\[m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 0\]
Поскольку удельная теплоемкость воды \(c_1\) известна (она равна 4.18 Дж/(г \cdot \degree \text{C})), а масса воды \(m_1\) и температурный перепад \(\Delta T_1\) также известны, мы можем решить уравнение относительно удельной теплоемкости кульки \(c_2\).
Подставляя значения, получим:
\[200 \cdot 4.18 \cdot (30 - 20) + m_2 \cdot c_2 \cdot (30 - T_2) = 0\]
\[8360 + m_2 \cdot c_2 \cdot (30 - T_2) = 0\]
Таким образом, мы получили уравнение, содержащее одну неизвестную - удельную теплоемкость кульки \(c_2\) и одну неизвестную - массу кульки \(m_2\). Нам не хватает информации для решения уравнения. Если у вас есть дополнительные данные, пожалуйста, предоставьте их, чтобы мы могли окончательно решить задачу.
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где:
\(Q\) - количество тепла,
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) — изменение температуры.
Сначала найдем количество тепла, переданное от алюминиевого калориметра кульке. Поскольку тепловое равновесие установилось, это количество тепла будет равно количеству тепла, поглощенному водой:
\[Q_{\text{вода}} = Q_{\text{кулька}}\]
Масса воды \(m_1 = 200 \, \text{г}\), температура воды до смешения \(T_1 = 20 \, \degree \text{C}\), масса кульки \(m_2\), температура кульки до смешения \(T_2\), температура воды и кульки после смешения \(T_3 = 30 \, \degree \text{C}\).
Найдем количество тепла, поглощенное водой:
\[Q_{\text{вода}} = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
где \(c_1\) - удельная теплоемкость воды, а \(\Delta T_1\) - изменение температуры воды.
Теперь рассмотрим количество тепла, поглощенное кулькой:
\[Q_{\text{кулька}} = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2\]
где \(c_2\) - удельная теплоемкость кульки, а \(\Delta T_2\) - изменение температуры кульки.
Из условия задачи мы знаем, что сумма полученного и переданного количества тепла равна нулю:
\[Q_{\text{вода}} + Q_{\text{кулька}} = 0\]
Подставим значения и приведем уравнение к виду, позволяющему найти удельную теплоемкость кульки:
\[m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 0\]
Поскольку удельная теплоемкость воды \(c_1\) известна (она равна 4.18 Дж/(г \cdot \degree \text{C})), а масса воды \(m_1\) и температурный перепад \(\Delta T_1\) также известны, мы можем решить уравнение относительно удельной теплоемкости кульки \(c_2\).
Подставляя значения, получим:
\[200 \cdot 4.18 \cdot (30 - 20) + m_2 \cdot c_2 \cdot (30 - T_2) = 0\]
\[8360 + m_2 \cdot c_2 \cdot (30 - T_2) = 0\]
Таким образом, мы получили уравнение, содержащее одну неизвестную - удельную теплоемкость кульки \(c_2\) и одну неизвестную - массу кульки \(m_2\). Нам не хватает информации для решения уравнения. Если у вас есть дополнительные данные, пожалуйста, предоставьте их, чтобы мы могли окончательно решить задачу.
Знаешь ответ?