Имеется термос, в который налили 0,19 кг воды при температуре 16°C. После того, как в воду поместили предмет массой
Имеется термос, в который налили 0,19 кг воды при температуре 16°C. После того, как в воду поместили предмет массой 786 г и с температурой 186°C, температура в термосе стабилизировалась на уровне 38°C. Требуется найти удельную теплоемкость материала, из которого изготовлен предмет.
11.12.2023 08:32
Описание:
Удельная теплоемкость материала определяет, сколько энергии необходимо передать или отнять, чтобы нагреть или охладить единицу массы этого материала на 1 градус Цельсия.
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла, m - масса предмета, c - удельная теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры.
Сначала мы найдем количество тепла, которое передалось от предмета к воде:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
где m1 - масса воды в термосе, c1 - удельная теплоемкость воды, ΔT1 - изменение температуры воды.
Затем найдем количество тепла, которое передалось от предмета к термосу:
Q2 = m2 * c2 * ΔT2,
где m2 - масса термоса, c2 - удельная теплоемкость материала термоса, ΔT2 - изменение температуры термоса.
Поскольку предмет и термос находились в тепловом равновесии, количество тепла, переданного от предмета к воде, равно количеству тепла, переданного от предмета к термосу:
Q1 = Q2.
Теперь мы можем составить уравнение, чтобы найти удельную теплоемкость материала термоса:
m2 * c2 * ΔT2 = m1 * c1 * ΔT1.
Подставив известные значения, мы можем найти удельную теплоемкость материала термоса:
c2 = (m1 * c1 * ΔT1) / (m2 * ΔT2).
Пример использования:
В данной задаче у нас есть следующие данные:
m1 = 0,19 кг (масса воды),
c1 = 4,18 кДж/(кг * °C) (удельная теплоемкость воды),
ΔT1 = 38°C - 16°C = 22°C (изменение температуры воды),
m2 = 0,786 кг (масса предмета),
ΔT2 = 38°C - 186°C = -148°C (изменение температуры термоса).
Подставляя значения в формулу, получаем:
c2 = (0,19 кг * 4,18 кДж/(кг * °C) * 22°C) / (0,786 кг * -148°C).
После вычислений получаем значение удельной теплоемкости материала термоса.
Совет:
Для лучшего понимания темы удельной теплоемкости материала, рекомендуется ознакомиться с понятием теплоемкости и термодинамическими законами. Также полезно понять разницу между удельной и общей теплоемкостями, а также удельной и молярной теплоемкостями.
Практика:
В термос объемом 0,5 л налили 0,3 кг воды при температуре 25°C. После помещения в воду куска металла массой 150 г и с температурой 100°C, температура в термосе стала 35°C. Найдите удельную теплоемкость металла.