В калориметре находится 100 г воды при 20 °С. Металлический цилиндр только что извлечен из кипятка и погружают в воду

Сладкий_Пони

5

Хорошо, рассмотрим данную задачу подробно.

1. Сначала давайте определим, что происходит в этой ситуации. Металлический цилиндр, извлеченный из кипятка, будет иметь температуру кипения воды (100 °C). Когда его погружают в калориметр с водой при температуре 20 °C, произойдет теплообмен между цилиндром и водой.

2. Для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса:

\[
Q_{\text{цилиндр}} = -Q_{\text{вода}}
\]

Где \(Q_{\text{цилиндр}}\) - количество тепла, которое передается от цилиндра к воде, а \(Q_{\text{вода}}\) - количество тепла, поглощаемое водой.

3. Для начала найдем количество тепла, которое передастся от цилиндра к воде. Для этого воспользуемся формулой:

\[
Q = mc\Delta T
\]

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

4. Масса воды \(m\) = 100 г = 0,1 кг, удельная теплоемкость воды \(c\) = 4186 Дж/(кг°C) (подходит для воды), изменение температуры \(\Delta T\) = \(T_2 - T_1\) = 100°C - 20°C = 80°C.

5. Подставим значения в формулу и найдем количество тепла, поглощаемое водой:

\[
Q_{\text{вода}} = 0,1 \times 4186 \times 80 = 33488 Дж
\]

6. Так как тепло, отдаваемое цилиндром равно по абсолютной величине теплу, поглощаемому водой, можем записать:

\[
Q_{\text{цилиндр}} = -33488 Дж
\]

7. После того, как нашли количество тепла \(Q_{\text{цилиндр}}\), можем найти температуру цилиндра. Для этого воспользуемся формулой:

\[
Q_{\text{цилиндр}} = mc\Delta T
\]

8. Пусть удельная теплоемкость цилиндра также равна \(c\), а его масса \(m_{\text{цилиндра}}\) = \(m_{\text{воды}}\) (до), изменение температуры также составляет 80°C.

9. Подставив значения, найдем температуру цилиндра:

\[
-33488 = 0,1 \times c \times 80 \implies c = -41710 Дж/(кг°C)
\]

Таким образом, мы определили значение удельной теплоемкости металлического цилиндра.