Какая масса свинца требуется нагреть на 100 градусов Цельсия, если для плавления 2 кг льда, взятого при 0 градусов

Тема урока: Удельная теплоемкость

Объяснение: Удельная теплоемкость - это количество теплоты, которое нужно передать веществу, чтобы его температура изменилась на одну единицу. Формула для расчета теплообмена может быть задана следующим образом:
Q = mcΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче, нам известно, что для плавления 2 кг льда потребовалось вдвое больше энергии, чем для нагрева свинца на 100 градусов Цельсия. Это означает, что величина Q для плавления льда в два раза больше, чем для нагрева свинца. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
Q_льда = 2Q_свинца

Теперь мы можем использовать формулу для расчета теплообмена и записать уравнение для льда и свинца:
mc_льдаΔT_льда = 2mc_свинцаΔT_свинца

Мы знаем, что масса льда составляет 2 кг, поэтому можем записать:
2c_льдаΔT_льда = 2c_свинцаΔT_свинца

Мы также знаем, что меняется температура льда на 0 градусов Цельсия, а температура свинца на 100 градусов Цельсия. Таким образом, уравнение преобразуется следующим образом:
2c_льда = 2c_свинцаΔT_свинца/ΔT_льда

Исходя из этого, мы видим, что масса свинца не является фактором в данном уравнении.
Мы можем использовать это уравнение для определения соотношения между удельными теплоемкостями свинца и льда.

Пример:

Задача: Какая масса свинца требуется нагреть на 100 градусов Цельсия, если для плавления 2 кг льда, взятого при 0 градусов Цельсия, потрачено в 2 раза больше энергии?

Решение: Дано, масса льда (m_льда) = 2 кг, ΔT_льда = 0 градусов Цельсия, ΔT_свинца = 100 градусов Цельсия.

2c_льда = 2c_свинцаΔT_свинца/ΔT_льда

c_льда = c_свинцаΔT_свинца/ΔT_льда

Мы знаем, что удельная теплоемкость льда (c_льда) составляет 334 Дж/кг·°C. Подставим значения в уравнение:

334 Дж/кг·°C = c_свинца * (100 градусов Цельсия)/(0 градусов Цельсия)

c_свинца = (334 Дж/кг·°C) * (0 градусов Цельсия) / (100 градусов Цельсия)

c_свинца = 0 Дж/кг·°C

Таким образом, удельная теплоемкость свинца (c_свинца) равна 0 Дж/кг·°C. Это говорит нам о том, что масса свинца в данном случае не является фактором, и нам нужно только затратить энергию, чтобы изменить температуру свинца на 100 градусов Цельсия, но не плавить его.

Совет: Для лучшего понимания темы удельной теплоемкости, рекомендуется изучить определение удельной теплоемкости и ознакомиться с примерами, чтобы лучше понять, как применять формулу для решения задач.

Задание:
Какая масса вещества требуется нагреть на 40 градусов Цельсия, если для нагрева 100 г газа потребуется 500 Дж теплоты? Удельная теплоемкость вещества составляет 4 Дж/г·°C. В ответе округлите до целого числа.