Какая плотность камня, если он полностью погружен в воду? Объем сосуда составляет 500 мл, он полностью заполнен
Какая плотность камня, если он полностью погружен в воду? Объем сосуда составляет 500 мл, он полностью заполнен холодной водой. В сосуд помещается горячий камень массой 200 г. После этого температура воды повышается на 6°С, а температура камня понижается на 64°С. Плотность воды равна 1 г/см³, удельная теплоемкость воды составляет 4,2 кДж/(кг*°С), а удельная теплоемкость камня равна 0,8 кДж/(кг*°С). Теплоемкостью сосуда, теплообменом с окружающей средой и испарением воды пренебрегаем. Ответ округли до десятых и вырази в г/см³.
16.12.2023 03:16
Написать свой ответ:
Разъяснение: Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся знания о формуле плотности, а также о законе сохранения энергии и уравнении теплообмена. Плотность (ρ) определяется как отношение массы (m) к объему (V): ρ = m/V.
В данном случае, камень был погружен в воду, поэтому его объем равен объему воды, которой он вытеснил. Для определения этого объема, нам нужно знать изменение температуры воды и камня. Вода поглощает тепло от горячего камня и при этом нагревается, а камень отдает свое тепло и охлаждается.
С помощью уравнения теплообмена (Q = mcΔT), где Q - теплообмен, m - масса, c - удельная теплоемкость и ΔT - изменение температуры, мы можем рассчитать количество тепла, переданного от камня к воде. После этого, используя закон сохранения энергии (Переданное тепло = полученное тепло), мы можем решить уравнение для определения объема воды и, как следствие, плотности камня.
Доп. материал:
Для решения этой задачи, мы используем следующие данные:
- Масса камня (m) = 200 г
- Изменение температуры воды (ΔT_воды) = 6°С
- Изменение температуры камня (ΔT_камня) = -64°С
- Удельная теплоемкость воды (c_воды) = 4,2 кДж/(кг*°С)
- Удельная теплоемкость камня (c_камня) = 0,8 кДж/(кг*°С)
Сначала рассчитаем количество тепла, переданного от камня к воде, используя уравнение теплообмена:
Q_камень = mcΔT_камня
Q_вода = mcΔT_воды
Затем, используя закон сохранения энергии, рассчитаем количество тепла, переданного от камня к воде:
Q_камень = -Q_вода
Далее, мы используем уравнение разности объемов для определения объема воды:
V_вода = V_сосуда - V_камня
И, наконец, используем формулу плотности для определения плотности камня:
ρ_камня = m/ V_камня
Подставив известные значения в эти формулы, мы можем решить задачу и получить ответ.
Совет: Для более глубокого понимания этого материала, рекомендуется узнать больше о законе сохранения энергии, уравнении теплообмена и формуле плотности. Также полезно разобраться, как правильно переводить единицы измерения в систему СИ.
Задание:
Представьте, что в данной задаче масса камня увеличилась до 400 г, все остальные условия остались теми же. Как это повлияет на плотность камня?