Какие составляющие входят в константан (сплав меди и никеля), если в медный теплоизолированный сосуд налили воду

Тема вопроса: Процентное содержание меди и никеля в константане.

Пояснение: Константан - это сплав меди и никеля. Чтобы найти процентное содержание меди и никеля в константане, воспользуемся информацией о изменении температуры сосуда с водой и бруска.

Пусть изменение температуры сосуда (ΔT1) равно x, а изменение температуры бруска (ΔT2) равно 11x.

Из теплового равновесия, можно сказать, что количество тепла, полученного сосудом (Q1), равно количеству тепла, полученного бруском (Q2).

Q1 = Q2

Тепловой поток выражается через массу тела (m), теплоёмкость материала (C), и изменение температуры (ΔT):

Q = m * C * ΔT

Поскольку вес сосуда, воды и бруска одинаковый, их массы можно сократить.

Таким образом, можно записать:

m1 * C1 * ΔT1 = m2 * C2 * ΔT2

Так как исходные массы и теплоёмкости неизвестны, мы не можем найти абсолютные значения, но мы можем использовать их отношение, чтобы найти процентное содержание меди и никеля в константане.

Пусть x будет процентным содержанием меди в константане, тогда (100 - x) будет процентным содержанием никеля.

Тогда:

x * C₁ * ΔT₁ = (100 - x) * C₂ * ΔT₂

Пример использования:
Пусть ΔT₁ = 5 градусов, тогда ΔT₂ = 11 * 5 = 55 градусов.
Пусть C₁ = 1 Дж/градус, тогда C₂ = 1 Дж/градус.

Совершим подстановку и решим уравнение для определения процентного содержания меди в константане:

5 * x = 55 * (100 - x)

Сократим на 5:

x = 11 * (100 - x)

Распределим:

x = 1100 - 11x

12x = 1100

x = 91.67

Таким образом, процентное содержание меди в константане составляет примерно 91.67%, а процентное содержание никеля - примерно 8.33%.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с теплопроводностью, теплоемкостью и тепловым равновесием.

Проверочное упражнение: Пусть изменение температуры сосуда с водой было в 5 раз меньше изменения температуры бруска. Найдите процентное содержание меди и никеля в константане.