Question

В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 89 °С, опустили стальную чайную ложку массой 25 г, лежавшую до этого на столе в комнате. После установления теплового равновесия вода в калориметре охладилась до 88 °С. Пренебрегая потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра, определите, чему была равна температура ложки до её опускания в калориметр. 1)19,5 °С2)20,8 °С3)22,1 °С4)30 °С

Answer 1

1) Q1=cm(t2-t1)

Q1=4200*0.2(89-88)=840 Дж

2)т.к. происходит теплообмен, то Q1=Q2

Q2=c2m2(t2-t3)

840=500*0.025(88-t3)

67.2=88-t3

t3=20.8

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что изменение тепловой энергии системы равно нулю, если нет потерь тепла и работы. Мы можем записать это следующим образом:

Qвода + Qложки = 0

Где Qвода - это тепловая энергия воды, а Qложки - тепловая энергия ложки.

Тепловая энергия (Q) вычисляется как:

Q = mcΔT

Где:

• Q - тепловая энергия
• m - масса вещества
• c - удельная теплоемкость
• ΔT - изменение температуры

Для воды с удельной теплоемкостью 4,18 Дж/(г°C) и массой 200 г:

Qвода = (200 г) * (4,18 Дж/(г°C)) * (88°C - 89°C) = -836 Дж

Теперь, учитывая, что тепловая энергия в системе сохраняется, мы можем выразить Qложки:

Qложки = -Qвода = 836 Дж

Для ложки массой 25 г будем искать ΔT (изменение температуры). Пусть T0 - начальная температура ложки:

836 Дж = (25 г) * c * (88°C - T0)

836 Дж = (25 г) * c * (88°C - T0)

c = 836 Дж / (25 г * (88°C - T0))

c ≈ 1,196 Дж/(г°C)

Теперь мы можем использовать удельную теплоемкость для вычисления начальной температуры ложки:

1,196 Дж/(г°C) = 836 Дж / (25 г * (88°C - T0))

1,196 (г°C) = 836 Дж / (25 г * (88°C - T0))

1,196 (г°C) * 25 г * (88°C - T0) = 836 Дж

298,75 (г°C) * (88°C - T0) = 836 Дж

Теперь делим обе стороны на 298,75 (г°C):

88°C - T0 = 836 Дж / 298,75 (г°C)

88°C - T0 ≈ 2,797 (г°C)

T0 ≈ 85,203°C

Таким образом, начальная температура ложки составляла примерно 85,203°C.

Ответ: Примерно 85,203°C.