Вопрос задан 29.03.2025 в 20:01. Предмет Физика. Спрашивает Новиков Илья.

В калориметр, содержащий 270 г воды при 12°, опустили кусок алюминия массой 200г, нагретый до 100°С. Температура теплового равновесия 23°С. Определите удельную теплоёмкость алюминия. Теплоёмкость калориметра 42 ДЖ/кг*°С

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Шнырев Иван.

Чтобы определить удельную теплоёмкость алюминия, воспользуемся законом сохранения энергии. В этом случае количество тепла, отданное алюминием, равно количеству тепла, поглощённого водой и калориметром.

Дано:

  • Масса воды: mв=270г=0,27кгm_{\text{в}} = 270 \, \text{г} = 0,27 \, \text{кг};
  • Начальная температура воды: tв=12Ct_{\text{в}} = 12^\circ \text{C};
  • Конечная температура системы: tр=23Ct_{\text{р}} = 23^\circ \text{C};
  • Масса алюминия: mал=200г=0,2кгm_{\text{ал}} = 200 \, \text{г} = 0,2 \, \text{кг};
  • Начальная температура алюминия: tал=100Ct_{\text{ал}} = 100^\circ \text{C};
  • Удельная теплоёмкость воды: cв=4200Дж/кгCc_{\text{в}} = 4200 \, \text{Дж}/\text{кг} \cdot ^\circ\text{C};
  • Теплоёмкость калориметра: Cкал=42Дж/CC_{\text{кал}} = 42 \, \text{Дж}/^\circ\text{C}.

Ищем удельную теплоёмкость алюминия: cалc_{\text{ал}}.

Решение:

  1. Количество тепла, поглощённое водой:
Qв=mвcв(tрtв),Q_{\text{в}} = m_{\text{в}} c_{\text{в}} (t_{\text{р}} - t_{\text{в}}),

где (tрtв)(t_{\text{р}} - t_{\text{в}}) — разность температур воды. Подставим значения:

Qв=0,274200(2312)=0,27420011=12474Дж.Q_{\text{в}} = 0,27 \cdot 4200 \cdot (23 - 12) = 0,27 \cdot 4200 \cdot 11 = 12474 \, \text{Дж}.
  1. Количество тепла, поглощённое калориметром:
Qкал=Cкал(tрtв),Q_{\text{кал}} = C_{\text{кал}} (t_{\text{р}} - t_{\text{в}}),

где (tрtв)(t_{\text{р}} - t_{\text{в}}) — разность температур калориметра. Подставим значения:

Qкал=42(2312)=4211=462Дж.Q_{\text{кал}} = 42 \cdot (23 - 12) = 42 \cdot 11 = 462 \, \text{Дж}.
  1. Суммарное количество тепла, поглощённое водой и калориметром:
Qпогл=Qв+Qкал=12474+462=12936Дж.Q_{\text{погл}} = Q_{\text{в}} + Q_{\text{кал}} = 12474 + 462 = 12936 \, \text{Дж}.
  1. Количество тепла, отданное алюминием:
Qал=mалcал(tалtр),Q_{\text{ал}} = m_{\text{ал}} c_{\text{ал}} (t_{\text{ал}} - t_{\text{р}}),

где (tалtр)(t_{\text{ал}} - t_{\text{р}}) — разность температур алюминия. Подставим значения:

12936=0,2cал(10023).12936 = 0,2 \cdot c_{\text{ал}} \cdot (100 - 23).
  1. Решим уравнение для cалc_{\text{ал}}:
12936=0,2cал77,12936 = 0,2 \cdot c_{\text{ал}} \cdot 77, cал=129360,277=1293615,4840Дж/кгC.c_{\text{ал}} = \frac{12936}{0,2 \cdot 77} = \frac{12936}{15,4} \approx 840 \, \text{Дж}/\text{кг} \cdot ^\circ\text{C}.

Ответ:

Удельная теплоёмкость алюминия составляет примерно 840Дж/кгC840 \, \text{Дж}/\text{кг} \cdot ^\circ\text{C}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос