Какова удельная теплоемкость льда, определенная Мишей на основании его экспериментальных данных о нагревании льда

Ластик

45

Удельная теплоемкость материала - это количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы этого материала на одну градусную единицу. Чтобы определить удельную теплоемкость льда, Миша провел эксперимент, используя нагревание льда и воды на электроплите.

Для определения удельной теплоемкости льда, Миша применил метод смешивания. Он взвесил небольшое количество льда с массой \(m_1\) грамм и температурой \(T_1\) градусов Цельсия. Затем он положил этот лед в изолированную посуду с известным количеством воды, масса которой \(m_2\) грамм, и температурой воды была \(T_2\) градусов Цельсия. Миша записал исходные данные и смешал лед с водой, при этом измеряя конечную температуру \(T_3\) градусов Цельсия.

Далее, Миша использовал закон сохранения энергии, чтобы определить удельную теплоемкость льда. При смешивании леда и воды, теплота, выделяющаяся в результате охлаждения воды и наоборот нагревания льда, равна нулю. Таким образом, можно записать следующее уравнение:
\[m_1 \cdot c \cdot (T_3 - T_1) = -m_2 \cdot c_w \cdot (T_3 - T_2)\]

где \(c\) - удельная теплоемкость льда, \(c_w\) - удельная теплоемкость воды.

Миша заметил, что масса воды в системе не изменилась и записал \(m_2\) как количество льда, которое растаяло в результирующей смеси. Затем, используя известные значения удельной теплоемкости воды (\(c_w = 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot\text{°C)})\) и измеренные значения массы, температур и количества растаявшего льда, Миша решил уравнение, чтобы найти удельную теплоемкость льда \(c\).

Теперь Миша может приступить к расчетам. Перепишем уравнение, разделив оба выражения на \((T_3 - T_1)\):
\[m_1 \cdot c = -m_2 \cdot c_w \cdot \frac{(T_3 - T_2)}{(T_3 - T_1)}\]

Подставим известные значения: \(m_1 =\) (масса льда в граммах), \(T_1 =\) (исходная температура льда), \(T_2 =\) (исходная температура воды), \(T_3 =\) (конечная температура после смешивания), \(m_2 =\) (масса растаявшего льда в граммах) и \(c_w = 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot\text{°C)}\).

Решив это уравнение относительно \(c\), Миша найдет искомое значение удельной теплоемкости льда. После подстановки значений и выполнения расчетов, Мише нужно убедиться, что все единицы измерения согласуются. В итоге, Миша сможет определить удельную теплоемкость льда на основании своих экспериментальных данных о нагревании льда и воды на электроплите.

Нам понадобятся исходные значения и результаты Миши, чтобы помочь с решением уравнения и определить удельную теплоемкость льда. Пожалуйста, предоставьте все необходимые данные, и я смогу помочь вам с этим расчетом.