Вопрос задан 02.12.2024 в 07:49. Предмет Физика. Спрашивает Саркисова Виктория.

Алюминиевую деталь массой 0,2 кг поместили в калориметр, содержащий 80 г воды при 0 градусов Цельсия. После установления теплового равновесия температура содержимого калориметра стала равной 100 градусов Цельсия. Какова была начальная температура детали? помогите пожалуйста ❤❤​​

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кононова Геля.

Для решения этой задачи нам необходимо воспользоваться уравнением теплового баланса. Суть его в том, что количество тепла, отданное алюминиевой деталью при остывании, равно количеству тепла, которое получила вода при нагреве.

Данные, которые у нас есть:

  • Масса алюминиевой детали: mAl=0,2кгm_{\text{Al}} = 0{,}2 \, \text{кг}.
  • Масса воды: mH2O=80г=0,08кгm_{\text{H}_2O} = 80 \, \text{г} = 0{,}08 \, \text{кг}.
  • Начальная температура воды: tнач вода=0Ct_{\text{нач вода}} = 0^\circ C.
  • Конечная температура системы: tкон=100Ct_{\text{кон}} = 100^\circ C.
  • Удельная теплоемкость воды: cH2O=4200Дж/кгCc_{\text{H}_2O} = 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ C.
  • Удельная теплоемкость алюминия: cAl=900Дж/кгCc_{\text{Al}} = 900 \, \text{Дж/кг}^\circ C.

Шаги решения:

  1. Найдем количество тепла, которое вода получила при нагреве:

    Количество тепла QводаQ_{\text{вода}}, которое получила вода, рассчитывается по формуле:

    Qвода=mH2OcH2O(tконtнач вода)Q_{\text{вода}} = m_{\text{H}_2O} \cdot c_{\text{H}_2O} \cdot (t_{\text{кон}} - t_{\text{нач вода}})

    Подставляем значения:

    Qвода=0,08кг4200Дж/кгC(100C0C)Q_{\text{вода}} = 0{,}08 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ C \cdot (100^\circ C - 0^\circ C) Qвода=0,084200100=33600Дж.Q_{\text{вода}} = 0{,}08 \cdot 4200 \cdot 100 = 33600 \, \text{Дж}.
  2. Количество тепла, которое отдала алюминиевая деталь:

    По закону сохранения энергии, количество тепла, которое отдала алюминиевая деталь, равно количеству тепла, полученного водой:

    QAl=Qвода=33600Дж.Q_{\text{Al}} = Q_{\text{вода}} = 33600 \, \text{Дж}.

    Теперь выразим начальную температуру алюминия tнач Alt_{\text{нач Al}} из формулы для количества тепла:

    QAl=mAlcAl(tнач Altкон).Q_{\text{Al}} = m_{\text{Al}} \cdot c_{\text{Al}} \cdot (t_{\text{нач Al}} - t_{\text{кон}}).

    Подставляем известные значения:

    33600=0,2кг900Дж/кгC(tнач Al100C).33600 = 0{,}2 \, \text{кг} \cdot 900 \, \text{Дж/кг}^\circ C \cdot (t_{\text{нач Al}} - 100^\circ C).

    Упростим уравнение:

    33600=180(tнач Al100).33600 = 180 \cdot (t_{\text{нач Al}} - 100).

    Делим обе части на 180:

    33600/180=tнач Al100.33600 / 180 = t_{\text{нач Al}} - 100. 186,67=tнач Al100.186{,}67 = t_{\text{нач Al}} - 100.

    Теперь добавим 100 к обеим частям уравнения:

    tнач Al=186,67+100=286,67C.t_{\text{нач Al}} = 186{,}67 + 100 = 286{,}67^\circ C.

Ответ:

Начальная температура алюминиевой детали была примерно 286,67C286{,}67^\circ C.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос