в стеклянную колбу массой 50 г, где находилось 185 г воды при температуре 20 градусов по цельсия вылили некоторое количество ртути при 100 градусов и температура воды в колбе повысилась до 22 градусов определить массу ртути

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что вся теплота, передаваемая от горячего тела (в данном случае ртути), идет на нагрев холодного тела (в данном случае воды). Сначала нужно посчитать, сколько энергии было передано воде, а затем с помощью этой энергии определить массу ртути.

Дано:

• Масса воды: $m_{\text{вода}} = 185 \, \text{г}$
• Начальная температура воды: $T_0 = 20^\circ C$
• Конечная температура воды: $T_1 = 22^\circ C$
• Масса стеклянной колбы: $m_{\text{колба}} = 50 \, \text{г}$
• Температура ртути: $T_{\text{ртути}} = 100^\circ C$
• Конечная температура системы (вода + колба + ртуть): $T_{\text{кон}} = 22^\circ C$

Предполагаем, что теплоемкость стеклянной колбы и ртути известны и постоянны.

Шаг 1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Для этого используем формулу:

где:

• $c_{\text{вода}}$ — удельная теплоемкость воды, $c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{Дж/г}^\circ \text{C}$.

Подставим известные данные:

Шаг 2. Рассчитаем количество теплоты, переданное стеклянной колбе.

Для этого используем формулу:

где $c_{\text{колба}}$ — удельная теплоемкость стекла. Для стекла $c_{\text{колба}} \approx 0.84 \, \text{Дж/г}^\circ C$.

Подставим данные:

Шаг 3. Рассчитаем общее количество теплоты, которое передано воде и колбе.

Шаг 4. Рассчитаем количество теплоты, которую передала ртуть воде и колбе.

Теплота, переданная ртутью, равна количеству теплоты, которое было потрачено на нагрев воды и колбы. Так как ртуть отошла от 100°C до 22°C, нужно использовать следующую формулу для тепла:

где:

• $c_{\text{ртуть}}$ — удельная теплоемкость ртути, $c_{\text{ртуть}} = 0.14 \, \text{Дж/г}^\circ C$.
• $T_{\text{ртути}} = 100^\circ C$ — начальная температура ртути.

Подставим данные: