1. В алюминиевый калориметр с весом 100 г налили 200 г воды, имевшей температуру 15 °C. Стальной брусок, нагретый

Ледяная_Роза_1490

53

Давайте решим задачу пошагово.

а) Чтобы найти количество тепла, поглощенное калориметром, мы можем использовать формулу для расчета теплового количества:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

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

В данной задаче у нас есть алюминиевый калориметр, поэтому нам понадобятся данные об удельной теплоемкости алюминия. Удельная теплоемкость для алюминия составляет 0,897 Дж/(г·°C).

Масса калориметра - 100 г, а изменение температуры - 10 °C (25 °C - 15 °C). Подставим эти значения в формулу:

\[ Q_\text{кал} = 100 \, \text{г} \cdot 0,897 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 10 \, \text{°C} \]

Выполнив вычисления, получим количество тепла, поглощенное калориметром.

б) Чтобы найти количество тепла, поглощенное водой, мы можем использовать ту же формулу:

\[ Q_\text{воды} = m_\text{воды} \cdot c_\text{воды} \cdot \Delta T_\text{воды} \]

У нас есть масса воды - 200 г, удельная теплоемкость воды составляет 4,186 Дж/(г·°C), а изменение температуры для воды также равно 10 °C. Подставим эти значения в формулу:

\[ Q_\text{воды} = 200 \, \text{г} \cdot 4,186 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 10 \, \text{°C} \]

Таким образом, мы найдем количество тепла, поглощенное водой.

в) Чтобы найти массу стального бруска, погрузимого в калориметр, мы можем использовать закон сохранения энергии. В данной задаче предполагается, что в процессе достижения теплового равновесия не происходит потери тепла, и все поглощенное тепло переходит от бруска к калориметру и воде.

Мы можем использовать формулу для расчета теплового количества:

\[ Q_\text{бруска} = m_\text{бруска} \cdot c_\text{стали} \cdot \Delta T_\text{бруска} \]

У нас есть значение количества тепла, поглощенного калориметром (рассчитано в пункте а) и водой (рассчитано в пункте б) и изменение температуры для бруска (25 °C - 100 °C).

Мы можем записать уравнение:

\[ Q_\text{бруска} + Q_\text{воды} + Q_\text{кал} = 0 \]

\( Q_\text{кал} \) и \( Q_\text{воды} \) у нас уже есть, поэтому можем подставить их значения:

\[ Q_\text{бруска} + Q_\text{воды} + Q_\text{кал} = 0 \]

\[ m_\text{бруска} \cdot c_\text{стали} \cdot \Delta T_\text{бруска} + Q_\text{кал} + Q_\text{воды} = 0 \]

\[ m_\text{бруска} \cdot c_\text{стали} \cdot \Delta T_\text{бруска} + Q_\text{кал} + Q_\text{воды} = 0 \]

\[ m_\text{бруска} = -\frac{{Q_\text{кал} + Q_\text{воды}}}{{c_\text{стали} \cdot \Delta T_\text{бруска}}} \]

Подставим значения в данное уравнение и решим для \( m_\text{бруска} \).

После выполнения всех этих шагов, мы сможем получить ответы на все вопросы задачи.