Question

Саша проводил опыты со льдом и водой, нагревая их на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке. Оказалось, что для нагревания 0,1 кг льда на 25 °С требуется 49 секунд, а для нагревания такой же массы воды на столько же градусов - 100 секунд. Саша предположил, что всё количество теплоты, поступанщее от плитки, идёт на нагревание льда (или воды), Зная, что удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг-°С), помогите Саше определить по полученным экспериментальным данным удельную теплоёмкость льда. Лёд при нагревании не тает. ​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Нагреваем лед:

Q₁ = с₁·m·Δt

Мощность плитки:  

N = Q₁/t₁ = c₁·m·Δt / t₁        (1)

2)

Нагреваем воду:

Q₂ = c₂·m·Δt

Мощность:

N = Q₂/t₂ = c₂·m·Δt /t₂      (2)

Приравняем (1) и (2):

c₁·m·Δt / t₁ = c₂·m·Δt /t₂

c₁ / t₁ = c₂ /t₂

c₁ = c₂·t₁ /t₂ = 4200·49 / 100 ≈ 2 100 Дж / (кг·°С)

Answer 2

Для определения удельной теплоемкости льда по полученным экспериментальным данным, мы можем использовать следующую формулу:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты, переданное веществу, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В данном случае, у нас есть два эксперимента с одинаковой массой вещества (0,1 кг) и одинаковым изменением температуры (25 °С).

Для льда: Q_лед = m_лед * c_лед * ΔT_лед, где Q_лед - количество теплоты для нагревания льда, m_лед - масса льда, c_лед - удельная теплоемкость льда, ΔT_лед - изменение температуры льда.

Для воды: Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода, где Q_вода - количество теплоты для нагревания воды, m_вода - масса воды, c_вода - удельная теплоемкость воды, ΔT_вода - изменение температуры воды.

Мы знаем, что Q_лед = Q_вода, так как всё количество теплоты, поступающее от плитки, идет на нагревание льда или воды. Мы также знаем, что m_лед = m_вода (0,1 кг) и ΔT_лед = ΔT_вода (25 °С).

Подставляя эти значения в уравнение, получаем:

m_лед * c_лед * ΔT_лед = m_вода * c_вода * ΔT_вода.

Подставляя известные значения: 0.1 кг * c_лед * 25 °С = 0.1 кг * 4200 Дж/(кг-°С) * 25 °С.

Масса и изменение температуры сокращаются, поэтому уравнение упрощается до:

c_лед = 4200 Дж/(кг-°С).

Таким образом, удельная теплоемкость льда равна 4200 Дж/(кг-°С).