Question

Некоторое количество вещества массой m1=220 г нагревают до температуры t1=330 C и затем помещают в алюминиевую чашку калориметра массой m2=90 г содержащую m3=150 г воды при температуре t2=11,5 C. Конечная температура, измеренная стеклянным термометром массой m4=17 г, равна t=33,8 C. Какова удельная теплоёмкость этого вещества? Начальная температура термометра t1=20 C

Answer 1

Ответ:282Дж/(кг×К)

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Предположим, что удельная теплоемкость вещества, которое мы нагреваем, равна C (в Дж/(г·°C)), а изменение температуры этого вещества после нагрева равно Δt (в °C).

Сначала определим количество тепла, которое передается от нагреваемого вещества к калориметру с водой:

Q1 = m1 * C * Δt

где m1 - масса нагреваемого вещества, Δt - изменение температуры нагреваемого вещества (температура нагреваемого вещества увеличивается с t1 до t).

Далее определим количество тепла, которое передается от калориметра (с водой) к термометру:

Q2 = m2 * c_water * Δt

где m2 - масса калориметра с водой, c_water - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/(г·°C)), Δt - изменение температуры воды (температура воды увеличивается с t2 до t).

Теперь определим количество тепла, которое передается от калориметра к термометру:

Q3 = m4 * c_glass * Δt

где m4 - масса термометра, c_glass - удельная теплоемкость стекла термометра (0,84 Дж/(г·°C)), Δt - изменение температуры термометра (температура термометра увеличивается с t1 до t).

Поскольку энергия сохраняется, сумма этих трех количеств тепла равна нулю:

Q1 + Q2 + Q3 = 0

m1 * C * Δt + m2 * c_water * Δt + m4 * c_glass * Δt = 0

Теперь подставим известные значения:

220 г * C * (33,8°C - 330°C) + 90 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (33,8°C - 11,5°C) + 17 г * 0,84 Дж/(г·°C) * (33,8°C - 20°C) = 0

Теперь мы можем решить это уравнение относительно удельной теплоемкости C:

220 г * C * (33,8°C - 330°C) = - [90 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (33,8°C - 11,5°C) + 17 г * 0,84 Дж/(г·°C) * (33,8°C - 20°C)]

220 г * C * 3,8°C = - [90 г * 4,18 Дж/(г·°C) * 22,3°C + 17 г * 0,84 Дж/(г·°C) * 13,8°C]

220 г * C * 3,8°C = - [3757,14 Дж + 190,44 Дж]

220 г * C * 3,8°C = - 3947,58 Дж

Теперь разделим обе стороны на 220 г * 3,8°C, чтобы найти удельную теплоемкость C:

C = - 3947,58 Дж / (220 г * 3,8°C) ≈ -4,81 Дж/(г·°C)

Удельная теплоемкость не может быть отрицательной, поэтому ответ:

Удельная теплоемкость этого вещества ≈ 4,81 Дж/(г·°C)