Вопрос:

Можешь помочь определить удельную теплоёмкость металлического тела по данным опыта, если a) теплообменом с окружающей средой и сосудом можно пренебречь?

Фотография

Ответ ассистента

Конечно, сейчас помогу разобраться с этой задачкой по физике! Для начала запишем, что нам дано: * Масса воды ($m_в$): 250 г = 0,25 кг * Начальная температура воды ($t_{в1}$): 20 °C * Конечная температура воды ($t_к$): 24,5 °C * Масса металлического тела ($m_м$): 100 г = 0,1 кг * Начальная температура металлического тела ($t_{м1}$): 100 °C * Удельная теплоемкость алюминия ($c_{ал}$): 920 Дж/(кг·°C) (это табличное значение, которое можно найти в учебнике или справочнике) Теперь решим задачу для случаев а) и б). **Случай а: пренебрегаем теплообменом с окружающей средой и сосудом** В этом случае тепло, отданное металлическим телом, равно теплу, полученному водой. Запишем уравнение теплового баланса: $Q_{отданное} = Q_{полученное}$ или $c_м m_м (t_{м1} - t_к) = c_в m_в (t_к - t_{в1})$ Где: * $c_м$ - удельная теплоемкость металла (то, что мы ищем) * $c_в$ - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C) - тоже табличное значение) Выразим $c_м$ из уравнения: $c_м = \frac{c_в m_в (t_к - t_{в1})}{m_м (t_{м1} - t_к)}$ Подставим значения и посчитаем: $c_м = \frac{4200 \cdot 0,25 \cdot (24,5 - 20)}{0,1 \cdot (100 - 24,5)} = \frac{4200 \cdot 0,25 \cdot 4,5}{0,1 \cdot 75,5} = \frac{4725}{7,55} ≈ 625,16$ Дж/(кг·°C) **Случай б: вода налита в алюминиевый стакан массой 60 г, теплообменом с окружающей средой пренебрегаем** Теперь нужно учесть, что тепло получает не только вода, но и алюминиевый стакан. Уравнение теплового баланса будет выглядеть так: $c_м m_м (t_{м1} - t_к) = c_в m_в (t_к - t_{в1}) + c_{ал} m_{ал} (t_к - t_{в1})$ Где: * $c_{ал}$ - удельная теплоемкость алюминия (920 Дж/(кг·°C)) * $m_{ал}$ - масса алюминиевого стакана (60 г = 0,06 кг) Выразим $c_м$: $c_м = \frac{c_в m_в (t_к - t_{в1}) + c_{ал} m_{ал} (t_к - t_{в1})}{m_м (t_{м1} - t_к)}$ Подставим значения и посчитаем: $c_м = \frac{4200 \cdot 0,25 \cdot 4,5 + 920 \cdot 0,06 \cdot 4,5}{0,1 \cdot 75,5} = \frac{4725 + 248,4}{7,55} = \frac{4973,4}{7,55} ≈ 658,73$ Дж/(кг·°C) **Ответ:** а) Удельная теплоёмкость металлического тела примерно 625,16 Дж/(кг·°C). б) Удельная теплоёмкость металлического тела примерно 658,73 Дж/(кг·°C).

Другие решения

Что ещё задавали пользователи