Какая была оригинальная температура калориметра (в градусах Цельсия), если 50 г нагретой до 60 °C нефти были помещены

Содержание вопроса: Калориметрия

Описание:
Для решения данной задачи по калориметрии мы можем использовать закон сохранения энергии.

Сначала найдем количество тепла, которое передалось от нефти калориметру. Для этого воспользуемся формулой:

\[Q_{\text{нефти}} = m_{\text{нефти}} \cdot c_{\text{нефти}} \cdot \Delta T_{\text{нефти}}\]

где \(Q_{\text{нефти}}\) - количество тепла, \(m_{\text{нефти}}\) - масса нефти, \(c_{\text{нефти}}\) - удельная теплоемкость нефти, \(\Delta T_{\text{нефти}}\) - изменение температуры нефти.

Затем найдем количество тепла, которое поглотил калориметр. Для этого воспользуемся формулой:

\[Q_{\text{калориметра}} = m_{\text{калориметра}} \cdot c_{\text{калориметра}} \cdot \Delta T_{\text{калориметра}}\]

где \(Q_{\text{калориметра}}\) - количество тепла, \(m_{\text{калориметра}}\) - масса калориметра, \(c_{\text{калориметра}}\) - удельная теплоемкость калориметра, \(\Delta T_{\text{калориметра}}\) - изменение температуры калориметра.

Так как система изолирована, количество тепла, которое передалось от нефти калориметру, равно количеству тепла, которое поглотил калориметр. То есть \(Q_{\text{нефти}} = Q_{\text{калориметра}}\).

Теперь можем записать уравнение и решить его относительно исходной температуры калориметра. Подставим известные значения и найдем ответ.

Пример:
Масса нефти (\(m_{\text{нефти}}\)) = 50 г = 0,05 кг
Температура нефти до перемещения (\(\Delta T_{\text{нефти}}\)) = 60 °C - 50 °C = 10 °C
Масса калориметра (\(m_{\text{калориметра}}\)) = 0,1 кг
Изменение температуры калориметра (\(\Delta T_{\text{калориметра}}\)) = 50 °C - \(T_{\text{калориметра}}\) (искомое значение)

Удельная теплоемкость нефти (\(c_{\text{нефти}}\)) = 1,9 кДж/(кг·°C) = 1900 Дж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость калориметра (\(c_{\text{калориметра}}\)) = 380 Дж/(кг·°C)

\[m_{\text{нефти}} \cdot c_{\text{нефти}} \cdot \Delta T_{\text{нефти}} = m_{\text{калориметра}} \cdot c_{\text{калориметра}} \cdot \Delta T_{\text{калориметра}}\]

\[0,05 \cdot 1900 \cdot 10 = 0,1 \cdot 380 \cdot (50 - T_{\text{калориметра}})\]

\[950 = 38 \cdot (50 - T_{\text{калориметра}})\]

\[950 = 1900 - 38T_{\text{калориметра}}\]

\[38T_{\text{калориметра}} = 1900 - 950\]

\[38T_{\text{калориметра}} = 950\]

\[T_{\text{калориметра}} = \frac{950}{38}\]

\[T_{\text{калориметра}} \approx 25 \,^{\circ}\mathrm{C}\]

Ответ: Исходная температура калориметра составляла приблизительно 25 °C.

Совет: Работая с задачами по калориметрии, важно помнить, что количество переданного тепла равно количеству поглощенного тепла в изолированной системе. Обратите внимание на единицы измерения и удельные теплоемкости, чтобы правильно применить формулы.

Задача на проверку:
Какая должна быть начальная температура калориметра (в градусах Цельсия), если 100 г кипятка с температурой 100 °C помещены в калориметр с массой 0,05 кг и температурой установки 30 °C? Удельная теплоемкость калориметра равна 500 Дж/(кг·°C). Удельная теплота испарения воды составляет 2260 кДж/кг.