Лёша обнаружил отполированный цилиндр в кабинете физики и задался вопросом о его материале - он сделан из олова
Лёша обнаружил отполированный цилиндр в кабинете физики и задался вопросом о его материале - он сделан из олова или железа. Лёша прочитал в справочнике, что разница в плотности между железом и оловом не превышает 10%, но их удельная теплоёмкость различается практически в два раза: 250 Дж/(кг-°C) для олова и 460 Дж/(кг-°C) для железа. Для определения материала цилиндра решили провести термодинамический эксперимент. Лёша налил холодную воду массой 100 г в пластиковый калориметр при комнатной температуре t = 23 °C. В горячую воду с температурой tr = 50,5 °C Лёша поместил цилиндр. После.
Letuchiy_Piranya_5904 15
Для определения материала цилиндра, мы можем использовать закон сохранения тепла, известный также как закон Гесса. Этот закон утверждает, что изменение теплоты в системе равно сумме изменений теплоты в каждом из ее компонентов.Давайте начнем с расчета изменения теплоты воды в калориметре. Мы можем использовать формулу:
где
Подставляя значения, получаем:
Так как начальная и конечная температуры воды одинаковые, изменение теплоты равно нулю.
Теперь рассчитаем изменение теплоты металлического цилиндра. Допустим, что его масса равна
где
Следующим шагом является нахождение изменения теплоты, связанного с переносом тепла от горячей воды к металлическому цилиндру. Мы можем использовать следующее соотношение:
где
Далее, согласно закону сохранения тепла:
Так как
Подставляя выражения для
Теперь давайте подставим известные значения:
Подставляя и упрощая выражение, получаем:
Решая это уравнение относительно