Question

Металический цилиндр массой 100 г нагревают в кипящей воде после чего погрудают в калориметр куда налита вода с температурой 40°С. Масса воды в калориметре 100 г. В результате теплообмена в калориметре устанавливается температура 46°С. Из какого металла изготовлен цилиндр?​ ​

Answer 1

Дано:

Условные обозначения: (*-умножение, °С - градус Цельсия, => - следовательно)

mц=100г=0,1 кг

t2=100°С

t1=40°C

mв=100г=0,1 кг

cв=4200 Дж/кг*°С

t3=46°С

Найти: cц-?

Объяснение(решение):

Теплота, отдаваемая цилиндром, идёт на нагревание воды:

Qв(нагревание)=Qц(остывание)

Qв=cвmв(t3-t1)

Qц=сцmц(t2-t3)

сцmц(t2-t3)=cвcв(t3-t1)

Запишем уравнение теплового баланса (найдём кол-во теплоты воды):

Qв=4200Дж/кг*°С*0,1 кг*(46°С-40°С)=4200*0,1*4=1680 Дж =>

Qц=cвmв(t3-t1)/mц(t2-t3)

сц=Qв/Qц

сц=4200Дж/кг*°С*0,4кг*(46°С-40°С)/0,1кг*(100°С-40°С)=6720/6=1120 Дж/кг*°С=1,2 кДж => цилиндр изготовлен из ... я не знаю! Все, что смогла я сделала. Поставь мне плиз за решение 5 звёзд и "спасибо", так как решение правильное, а ответ я не знаю, может потом додумаю и в коменты напишу и можешь отметить как "лучший" ответ? Заранее спасибо)

Answer 2

Для определения металла, из которого изготовлен цилиндр, мы можем использовать закон сохранения тепла. Тепло, переданное от металлического цилиндра к воде в калориметре, должно быть равно теплу, поглощенному водой и калориметром. Мы можем использовать формулу для теплового обмена:

Q(цилиндр) + Q(вода) + Q(калориметр) = 0

где Q - количество тепла, переданное каждым объектом (цилиндр, вода, калориметр).

Масса цилиндра (m1) = 100 г = 0.1 кг Температура цилиндра до нагревания (t1) = 100 °C (так как цилиндр нагревают в кипящей воде) Температура воды в калориметре (t2) = 40 °C Температура воды в калориметре после смешивания (t3) = 46 °C

Удельная теплоемкость воды (c воды) = 4.18 J/(г°C)

Тепло, переданное от цилиндра к воде: Q(цилиндр) = m1 * c(металла) * (t2 - t1) Тепло, поглощенное водой и калориметром: Q(вода) + Q(калориметр) = m2 * c(воды) * (t3 - t2)

Где m2 - масса воды и калориметра.

Так как исходно вода и калориметр имели температуру 40 °C, и после смешивания температура стала 46 °C, то можно предположить, что масса воды и калориметра была одинаковой. Таким образом, m2 = 100 г = 0.1 кг.

Теперь мы можем записать уравнение теплового баланса:

0.1 * c(металла) * (40 - 100) + 0.1 * 4.18 * (46 - 40) = 0

-6 * c(металла) + 0.1 * 4.18 * 6 = 0

-6 * c(металла) + 0.618 = 0

Теперь найдем удельную теплоемкость металла (c(металла)):

6 * c(металла) = 0.618

c(металла) = 0.618 / 6

c(металла) ≈ 0.103 J/(г°C)

Теперь, зная удельную теплоемкость, можно определить металл по значению его удельной теплоемкости. По предоставленным данным значение удельной теплоемкости примерно равно 0.103 J/(г°C), что соответствует удельной теплоемкости алюминия. Таким образом, вероятнее всего, цилиндр изготовлен из алюминия.