Какова действительная температура воды после погружения термометра? Воду массой 20 г поместили в калориметр. Перед

Тема урока: Теплообмен и теплоемкость

Инструкция:
Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон сохранения тепла. В начале тепло передается от воды к калориметру и термометру, а затем после достижения равновесия температуры, тепло обмена между термометром и калориметром заканчивается.

Вычислим количество переданного тепла от воды к термометру и калориметру:
\(Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\) - количество тепла, переданное от воды к термометру
\(Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2\) - количество тепла, переданное от воды к калориметру

где \(m_1\) и \(m_2\) - массы воды и калориметра, \(c_1\) и \(c_2\) - их удельные теплоемкости, \(\Delta T_1\) и \(\Delta T_2\) - изменение температуры воды и калориметра соответственно.

Используя закон сохранения тепла, сравним количество тепла, переданное от воды к термометру и калориметру: \(Q_1 + Q_2 = 0\).
Мы знаем, что \(Q_2\) равно нулю, так как калориметр достиг равновесия температуры.

Используя известные значения, подставим их в уравнение:
\(m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 0\).

Теперь мы можем решить это уравнение относительно \(\Delta T_1\) - изменения температуры воды:
\(\Delta T_1 = - \frac{m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2}{m_1 \cdot c_1}\).

Подставим известные значения:
\(\Delta T_1 = - \frac{45 \, \text{Дж/К} \cdot (32,4\, °C - 8,4\, °C)}{20\, \text{г} \cdot 2,1 \, \text{Дж/К}}\).

Теперь мы можем рассчитать \(\Delta T_1\) и вычислить действительную температуру воды после погружения термометра, добавив её к исходной температуре воды 32,4 °C.

Демонстрация:
Задача: Какова действительная температура воды после погружения термометра? Воду массой 20 г поместили в калориметр. Перед погружением термометр показывал температуру помещения 8,4 °C, а вода имела температуру 32,4 °C. У термометра теплоемкость 2,1 Дж/К, а у калориметра - 45 Дж/К. Какова действительная температура воды после погружения термометра?

Совет:
Убедитесь, что вы правильно подставляете все значения в уравнение сохранения тепла и выполняете все вычисления с вниманием. Знание формулы для вычисления изменения температуры воды и использование её в соответствующих условиях поможет вам найти правильный ответ.

Дополнительное упражнение:
Воду массой 50 г поместили в калориметр. Перед погружением термометр показывал температуру помещения 10 °C, а вода имела температуру 35 °C. У термометра теплоемкость 3 Дж/К, а у калориметра - 50 Дж/К. Какова действительная температура воды после погружения термометра?