Question

ДАЮ 25 БАЛЛОВ! В калориметр с водой массой 100 г при температуре 25 градусов опустили железный куб 8 см.куб, нагретый до 76 град., затем опустили медную пластину массой 80 г, и температурой 85 град. Вычислить конечную температуру воды. (Конечную t в калориметре)

Answer 1

Для решения этой задачи используем закон сохранения тепла, согласно которому тепло, отданное телом, равно теплу, поглощенному другим телом.

Обозначим:

• m1 - масса железного куба (8 см³), m1 = 8 г,
• m2 - масса медной пластины (80 г),
• m3 - масса воды в калориметре (100 г),
• c1 - удельная теплоемкость железа,
• c2 - удельная теплоемкость меди,
• c3 - удельная теплоемкость воды,
• t1 - начальная температура железного куба (76 градусов),
• t2 - начальная температура медной пластины (85 градусов),
• t3 - начальная температура воды (25 градусов),
• t - конечная температура после установления теплового равновесия.

Для каждого тела, количество переданного тепла можно вычислить по формуле: Q = m * c * Δt, где Δt - изменение температуры (t - t1, t - t2 или t - t3).

Теперь запишем уравнение для консервации тепла:

Тепло от железного куба + Тепло от медной пластины = Тепло воды

m1 * c1 * (t - t1) + m2 * c2 * (t - t2) = m3 * c3 * (t - t3)

Теперь подставим значения:

8 г * c1 * (t - 76 град) + 80 г * c2 * (t - 85 град) = 100 г * c3 * (t - 25 град)

Уточним значения удельных теплоемкостей:

• c1 (железо) ≈ 0.45 Дж/(г * °C),
• c2 (медь) ≈ 0.39 Дж/(г * °C),
• c3 (вода) ≈ 4.18 Дж/(г * °C).

Теперь решим уравнение относительно t:

8 г * 0.45 Дж/(г * °C) * (t - 76 град) + 80 г * 0.39 Дж/(г * °C) * (t - 85 град) = 100 г * 4.18 Дж/(г * °C) * (t - 25 град)

Решая уравнение, получаем значение t ≈ 42.87 градусов по Цельсию.

Итак, конечная температура воды в калориметре составит примерно 42.87 градусов по Цельсию.