Вопрос задан 28.03.2025 в 15:34. Предмет Физика. Спрашивает Федотов Никита.

В медный калориметр массой 50г в котором содержится 200г воды при температуре 11,5градусов, опустили металлический цилиндр массой 100г который до этого лежал в кипятке после окончания тепло-обмена в калориметре восстановилась темтература 14градусов. Из какого материала изготовлен цилиндр

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ботвинко Владислав.

Для решения задачи нужно использовать закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты, отдаваемое горячим телом (цилиндром), равно количеству теплоты, принимаемому холодными телами (водой и калориметром). Формула для расчёта теплового баланса:

Qотданное=QполученноеQ_{\text{отданное}} = Q_{\text{полученное}}

Дано:

  • Масса цилиндра (m1m_1) = 100 г = 0,1 кг.
  • Начальная температура цилиндра (t1t_1) = 100 °C (приблизительно, так как он находился в кипятке).
  • Масса воды (m2m_2) = 200 г = 0,2 кг.
  • Начальная температура воды (t2t_2) = 11,5 °C.
  • Масса калориметра (m3m_3) = 50 г = 0,05 кг.
  • Конечная температура (tконt_{\text{кон}}) = 14 °C.
  • Удельная теплоёмкость воды (cводаc_{\text{вода}}) = 4200 Дж/(кг·°C).
  • Удельная теплоёмкость меди (cмедьc_{\text{медь}}) = 390 Дж/(кг·°C).

Ищем удельную теплоёмкость цилиндра (cцилиндраc_{\text{цилиндра}}).

Шаги решения:

  1. Теплота, отданная цилиндром:
Qцилиндр=m1cцилиндра(t1tкон)Q_{\text{цилиндр}} = m_1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot (t_1 - t_{\text{кон}})
  1. Теплота, полученная водой:
Qвода=m2cвода(tконt2)Q_{\text{вода}} = m_2 \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{кон}} - t_2)
  1. Теплота, полученная калориметром:
Qкалориметр=m3cмедь(tконt2)Q_{\text{калориметр}} = m_3 \cdot c_{\text{медь}} \cdot (t_{\text{кон}} - t_2)
  1. Уравнение теплового баланса:
Qцилиндр=Qвода+QкалориметрQ_{\text{цилиндр}} = Q_{\text{вода}} + Q_{\text{калориметр}}
  1. Подставляем выражения:
m1cцилиндра(t1tкон)=m2cвода(tконt2)+m3cмедь(tконt2)m_1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot (t_1 - t_{\text{кон}}) = m_2 \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{кон}} - t_2) + m_3 \cdot c_{\text{медь}} \cdot (t_{\text{кон}} - t_2)
  1. Подставляем числа:
0,1cцилиндра(10014)=0,24200(1411,5)+0,05390(1411,5)0,1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot (100 - 14) = 0,2 \cdot 4200 \cdot (14 - 11,5) + 0,05 \cdot 390 \cdot (14 - 11,5) 0,1cцилиндра86=0,242002,5+0,053902,50,1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot 86 = 0,2 \cdot 4200 \cdot 2,5 + 0,05 \cdot 390 \cdot 2,5 0,1cцилиндра86=2100+48,750,1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot 86 = 2100 + 48,75 0,1cцилиндра86=2148,750,1 \cdot c_{\text{цилиндра}} \cdot 86 = 2148,75
  1. Вычисляем удельную теплоёмкость цилиндра:
cцилиндра=2148,750,186c_{\text{цилиндра}} = \frac{2148,75}{0,1 \cdot 86} cцилиндра=2148,758,6c_{\text{цилиндра}} = \frac{2148,75}{8,6} cцилиндра250Дж/(кг\cdotp°C).c_{\text{цилиндра}} \approx 250 \, \text{Дж/(кг·°C)}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос