Вопрос:

Реши задачу: В стакан, содержащий 230 г кипятка, опустили ложку массой 150 г, имеющую температуру 20 °С. Температура воды понизилась от этого до 97°С. Верно ли, что эта ложка алюминиевая?

Фотография

Ответ ассистента

Давай решим эту задачку по физике! Сначала запишем, что нам известно: * Масса воды ($m_в$) = 230 г = 0,23 кг * Начальная температура воды ($T_{в1}$) = 100 °C * Конечная температура воды ($T_{в2}$) = 97 °C * Масса ложки ($m_л$) = 150 г = 0,15 кг * Начальная температура ложки ($T_{л1}$) = 20 °C * Конечная температура ложки ($T_{л2}$) = 97 °C (так как наступило тепловое равновесие) Мы ищем удельную теплоёмкость ложки ($c_л$). Предположим, что теплообмен происходит только между водой и ложкой (то есть стакан не участвует в теплообмене, и нет потерь тепла в окружающую среду). Тогда количество теплоты, отданное водой, равно количеству теплоты, полученному ложкой: $$Q_{отданное} = Q_{полученное}$$ $$m_в \cdot c_в \cdot (T_{в1} - T_{в2}) = m_л \cdot c_л \cdot (T_{л2} - T_{л1})$$ Где $c_в$ = 4200 Дж/(кг·°C) – удельная теплоёмкость воды. Подставим значения: $$0,23 \cdot 4200 \cdot (100 - 97) = 0,15 \cdot c_л \cdot (97 - 20)$$ $$0,23 \cdot 4200 \cdot 3 = 0,15 \cdot c_л \cdot 77$$ $$2898 = 11,55 \cdot c_л$$ $$c_л = \frac{2898}{11,55} \approx 250,9 \ Дж/(кг \cdot °C)$$ Теперь сравним полученное значение с удельной теплоёмкостью алюминия, которая примерно равна 900 Дж/(кг·°C). Так как удельная теплоёмкость нашей ложки (250,9 Дж/(кг·°C)) значительно отличается от удельной теплоёмкости алюминия (900 Дж/(кг·°C)), то, скорее всего, ложка сделана не из алюминия. Она может быть сделана, например, из стали (у стали удельная теплоёмкость около 500 Дж/(кг·°C)). **Ответ:** Нет, ложка, скорее всего, не алюминиевая. Её удельная теплоёмкость примерно 250,9 Дж/(кг·°C).

Другие решения

Что ещё задавали пользователи