Вопрос задан 20.10.2024 в 04:08. Предмет Физика. Спрашивает Шамаева Маша.

В лимонад объёмом 200 мл и температурой 20∘C Маша кинула охлаждающий кубик массой 50 гр и температурой −20C. Температура лимонада стала равной 15 Чему равна удельная теплоёмкость кубика? Плотность лимонада прими равной плотности воды. решите пожалуйста ​

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Макаренко Анастасия.

Для решения задачи используем закон сохранения энергии: количество тепла, которое отдал лимонад, должно быть равно количеству тепла, которое поглотил охлаждающий кубик, поскольку теплообмен происходит только между ними.

Дано:

  • Объём лимонада: V=200мл=0.2кгV = 200 \, \text{мл} = 0.2 \, \text{кг} (так как плотность лимонада принята равной плотности воды, которая равна 1000кг/м31000 \, \text{кг/м}^3)
  • Масса кубика: mкубик=50г=0.05кгm_{\text{кубик}} = 50 \, \text{г} = 0.05 \, \text{кг}
  • Температура лимонада до добавления кубика: tлимонад1=20Ct_{\text{лимонад1}} = 20^\circ \text{C}
  • Температура лимонада после добавления кубика: tлимонад2=15Ct_{\text{лимонад2}} = 15^\circ \text{C}
  • Температура кубика до начала теплообмена: tкубик1=20Ct_{\text{кубик1}} = -20^\circ \text{C}
  • Удельная теплоёмкость воды: cвода=4200Дж/(кг\cdotp°C)c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)}

Найти:

Удельную теплоёмкость материала кубика cкубикc_{\text{кубик}}.

Решение:

  1. Найдём количество теплоты, которое отдал лимонад:

    Используем формулу для количества теплоты:

    Qлимонад=mлимонадcводаΔtлимонадQ_{\text{лимонад}} = m_{\text{лимонад}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta t_{\text{лимонад}}

    где Δtлимонад=tлимонад1tлимонад2=20C15C=5C\Delta t_{\text{лимонад}} = t_{\text{лимонад1}} - t_{\text{лимонад2}} = 20^\circ \text{C} - 15^\circ \text{C} = 5^\circ \text{C}.

    Масса лимонада: mлимонад=0.2кгm_{\text{лимонад}} = 0.2 \, \text{кг}.

    Тогда:

    Qлимонад=0.2кг4200Дж/(кг\cdotp°C)5C=4200ДжQ_{\text{лимонад}} = 0.2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 5^\circ \text{C} = 4200 \, \text{Дж}
  2. Найдём количество теплоты, которое поглотил кубик:

    Кубик сначала нагревается с температуры 20C-20^\circ \text{C} до 0C0^\circ \text{C}, затем он плавится при температуре 0C0^\circ \text{C}, и потом нагревается с 0C0^\circ \text{C} до 15C15^\circ \text{C}.

    Примем, что кубик — это лёд (или замороженная жидкость), и будем учитывать его нагрев до точки плавления.

    Количество теплоты, которое поглощает кубик, складывается из двух этапов:

    • Нагрев кубика с 20C-20^\circ \text{C} до 0C0^\circ \text{C}:
    Q1=mкубикcкубикΔtкубик1Q_1 = m_{\text{кубик}} \cdot c_{\text{кубик}} \cdot \Delta t_{\text{кубик1}}

    где Δtкубик1=0C(20C)=20C\Delta t_{\text{кубик1}} = 0^\circ \text{C} - (-20^\circ \text{C}) = 20^\circ \text{C}.

    Количество теплоты, необходимое для нагрева кубика:

    Q1=0.05кгcкубик20C=1Дж/°C\cdQ_1 = 0.05 \, \text{кг} \cdot c_{\text{кубик}} \cdot 20^\circ \text{C} = 1 \, \text{Дж/°C} \cd

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос