Какова удельная теплоемкость твердого тела, исходя из результатов проведенных опытов? В эксперименте в калориметр
Какова удельная теплоемкость твердого тела, исходя из результатов проведенных опытов? В эксперименте в калориметр налили 150 г воды при температуре 20 °С. Затем была определена масса твердого тела, которая составила 80 г. Тело было привязано на нитку и опущено в кипящую воду, нагретую до 100 °С. После этого быстро перенесли тело в калориметр. По прошествии некоторого времени температура воды и тела стала одинаковой и составила 24 °С. На основе этих данных, какую удельную теплоемкость имеет твердое тело?
Янтарное 46
Чтобы определить удельную теплоемкость твердого тела, нам необходимо использовать формулу:\[Q = mc\Delta T\]
Где:
- Q - количество переданной энергии (тепла)
- m - масса тела
- c - удельная теплоемкость тела
- \(\Delta T\) - изменение температуры
В данной задаче мы можем использовать эту формулу для нахождения удельной теплоемкости твердого тела.
Для начала, определим количество переданной энергии (теплоты) от кипящей воды до калориметра. Используя формулу:
\[Q_1 = mc\Delta T_1\]
где:
- \(Q_1\) - количество переданной энергии (теплоты) от кипящей воды до калориметра
- m - масса воды
- c - удельная теплоемкость воды
- \(\Delta T_1\) - изменение температуры от кипящей воды до конечной температуры
Мы знаем массу воды, которая составляет 150 г, удельную теплоемкость воды \(c_1 = 4.18 \, \text{Дж/(г * °C)}\) и изменение температуры \(\Delta T_1 = 24 - 100 = -76 °C\). Подставим эти значения в формулу:
\[Q_1 = 150 \cdot 4.18 \cdot (-76) \, \text{Дж}\]
Теперь определим количество переданной энергии (теплоты) от твердого тела до калориметра. Используя формулу:
\[Q_2 = mc\Delta T_2\]
где:
- \(Q_2\) - количество переданной энергии (теплоты) от твердого тела до калориметра
- m - масса твердого тела
- c - удельная теплоемкость твердого тела
- \(\Delta T_2\) - изменение температуры от начальной температуры тела до конечной температуры
Мы знаем массу твердого тела, которая составляет 80 г, изменение температуры \(\Delta T_2 = 24 - 20 = 4 °C\). Для решения задачи нам необходимо найти удельную теплоемкость твердого тела \(c_2\). Подставим известные значения в формулу и решим ее для \(c_2\):
\[Q_2 = 80 \cdot c_2 \cdot 4 \, \text{Дж}\]
Чтобы определить удельную теплоемкость твердого тела, мы можем сравнить количество переданной энергии (теплоты) от кипящей воды до калориметра с количеством переданной энергии (теплоты) от твердого тела до калориметра:
\[Q_1 = Q_2\]
\[150 \cdot 4.18 \cdot (-76) = 80 \cdot c_2 \cdot 4\]
Теперь решим уравнение относительно \(c_2\):
\[-7536 = 320 \cdot c_2\]
\[c_2 = \frac{-7536}{320} \, \text{Дж/(г * °C)}\]
После вычислений видим, что удельная теплоемкость твердого тела равна \(-23.55 \, \text{Дж/(г * °C)}\).
Ответ: Удельная теплоемкость твердого тела, исходя из результатов проведенных опытов, равна \(-23.55 \, \text{Дж/(г * °C)}\).