Какова температура воды tо до начала измерений в калориметре с теплоёмкостью C1 = 25 Дж/°C и термометром, который

Мороз

41

Для решения задачи, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии, который говорит, что изменение теплоты в системе равно сумме теплот, полученных или отданных системой.

Сначала, мы можем найти изменение теплоты воды при перемешивании в калориметре. Формула для этого:

\(\Delta Q_1 = C_1 \cdot (t_1 - t_o)\),

где:
\(\Delta Q_1\) - изменение теплоты воды,
\(C_1\) - теплоемкость калориметра,
\(t_1\) - искомая температура воды до начала измерений,
\(t_o\) - температура окружающей среды.

Также, мы можем найти изменение теплоты воды при контакте с термометром. Формула для этого:

\(\Delta Q_2 = C_o \cdot (t_2 - t_o)\),

где:
\(\Delta Q_2\) - изменение теплоты воды при контакте с термометром,
\(C_o\) - теплоемкость термометра,
\(t_2\) - показанная температура термометра.

Так как система находится в тепловом равновесии, то изменение теплоты воды при перемешивании и изменение теплоты при контакте с термометром должны быть равны по модулю. Это позволяет нам записать уравнение:

\(\Delta Q_1 = \Delta Q_2\).

Подставим значения в уравнение:

\(C_1 \cdot (t_1 - t_o) = C_o \cdot (t_2 - t_o)\).

Теперь найдём искомую температуру воды \(t_1\). Решим уравнение относительно \(t_1\):

\(t_1 = \frac{{C_o \cdot t_2 - C_1 \cdot t_o}}{{C_1}} + t_o.\)

Подставим значения:

\(t_1 = \frac{{4 \cdot 12,4 - 25 \cdot 25}}{{25}} + 25 = 12,96\).

Округлим полученное значение до целого числа. Получаем \(t_1 \approx 13\).

Таким образом, температура воды \(t_1\) до начала измерений в калориметре составляет около 13 °C.