Question

Для определения удельной теплоемкости металлического сплава производится следующий опыт: образец сплава массой m = 200 г погружается на длительное время в кипящую воду, температура которой t = 100 °С, а затем быстро переносится в теплоизолированный калориметр, содержащий mв = 300 г воды при температуре to = 20 °С. В результате температура воды в калориметре возрастает на Δt = 30 °С, после чего рост ее прекращается. Найдите удельную теплоемкость образца. Удельная теплоемкость воды св = 4200 Дж/(кг·К). Теплоемкостью калориметра пренебречь.

Answer 1

Ответ:

3780 Дж/кг К

Объяснение:

Сначала узнаем сколько теплоты отдала вода с температурой 20 С.

Q = cm t = 4200 * 0.3 * 30 = 37800 Дж

Если метал лежал в кипящей воде долгое время его температура стала 100 С. При помещении его в другую воду, она охладилась до 50 С значит температура метала стала такая же. Всю теплоту которую приняла вода отдал метал. Поэтому

Q= c' m' (t2 - t1)

c' = Q/(m' (t2 - t1)) = 37800/(0.2* (100 - 50)) = 3780

Answer 2

Для определения удельной теплоемкости металлического сплава можно использовать принцип сохранения энергии. В начальном состоянии (до смешения веществ) вся энергия находится в кипящей воде, а в конечном состоянии (после смешения) энергия распределяется между водой и сплавом.

Энергия, переданная от кипящей воды калориметру, может быть вычислена с использованием следующего выражения:

Qвода = mводы * своды * Δt,

где Qвода - количество тепла, переданного от воды калориметру, mводы - масса воды в калориметре, своды - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры воды в калориметре.

Аналогично, энергия, переданная от кипящей воды к сплаву, может быть вычислена следующим образом:

Qсплав = mсплава * cсплава * Δt,

где Qсплав - количество тепла, переданного от воды к сплаву, mсплава - масса сплава, cсплава - удельная теплоемкость сплава.

Так как в процессе опыта вся энергия передается только между водой и сплавом, можно записать уравнение:

Qвода + Qсплав = 0.

Теперь мы можем выразить удельную теплоемкость сплава:

cсплава = - (Qвода / (mсплава * Δt)).

Подставляя известные значения:

mводы = 300 г, своды = 4200 Дж/(кг·К), Δt = 30 °С, mсплава = 200 г,

мы можем рассчитать удельную теплоемкость сплава:

cсплава = - ((300 г) * (4200 Дж/(кг·К)) * (30 °С)) / (200 г).

Выполняя вычисления, получаем:

cсплава ≈ - 3150 Дж/(кг·К).

Учтите, что знак "-" указывает на то, что энергия передается от воды к сплаву, а не наоборот. Поэтому удельная теплоемкость сплава будет иметь отрицательное значение.