1. Яка речовина потребує 90 Дж енергії для нагрівання 100 г на 1°С? Визначте специфічну теплоємність цієї речовини

Содержание: Теплоємність і тепловий баланс

Об"яснення:
1. Щоб вирішити цю задачу, нам потрібно застосувати формулу для розрахунку теплоємності:
Q = m * c * ΔT, де
- Q - кількість тепла, витрачена на нагрівання речовини,
- m - маса речовини,
- c - специфічна теплоємність речовини,
- ΔT - зміна температури.

У нашому випадку, Q = 90 Дж, m = 100 г і ΔT = 1°C. Підставляючи ці значення в формулу, отримаємо:

90 = 100 * c * 1

Для розрахунку специфічної теплоємності речовини, поділимо обидві частини рівняння на 100:

c = 90 / 100

Тому специфічна теплоємність цієї речовини дорівнює 0.9 Дж/г°C.

2. Для розрахунку початкової температури гарячої води, ми можемо використати закон збереження енергії або тепловий баланс.
За умовою задачі, ми маємо 8 кг холодної води з температурою 5°C та 6 кг гарячої води з невідомою початковою температурою.
Після змішування, отримали суміш з температурою 35°C.

Застосуємо формулу:
m1 * c1 * (T - T1) = m2 * c2 * (T2 - T), де
- m1, c1 - маса та специфічна теплоємність першої речовини,
- T1 - початкова температура першої речовини,
- m2, c2 - маса та специфічна теплоємність другої речовини,
- T2 - початкова температура другої речовини,
- T - кінцева температура.

Підставимо відомі значення:
8 * 1 * (35 - 5) = 6 * 1 * (T2 - 35)

Вирішивши це рівняння, знайдемо:
240 = 6 * (T2 - 35)

Поділимо обидві частини рівняння на 6:
40 = T2 - 35

Додамо 35 до обидвіх сторін рівняння:
T2 = 40 + 35 = 75°C

Тому, початкова температура гарячої води була 75°C.

Приклад використання:
1. Задача: Яким буде тепло, необхідне для нагрівання речовини масою 200 г на 5°C, якщо її специфічна теплоємність становить 0.6 Дж/г°C?
2. Задача: У суміш знаходяться 4 кг холодної води з температурою 10°C та 2 кг гарячої води з початковою температурою 90°C. Якою стане кінцева температура суміші?

Порада: Уважно вивчайте формули та методи розв"язування задач по темі теплоємність і тепловий баланс. Робіть крок за кроком, записуючи відомі дані та невідомі величини. Відразу ж підставного значення не вводьте, а це допоможе уникнути можливих помилок. Будьте уважними при обчисленнях, враховуйте одиниці виміру.

Вправа:
Нагрійте 250 г алюмінієвої фольги від 15°C до 80°C. Скільки тепла знадобиться для цього процесу? (Знайти за допомогою специфічної теплоємності алюмінію).