Какова масса стального шарика, если при нагреве от 20 ⁰C до 350 ⁰C на спиртовке было использовано 5 г спирта?

Содержание: Расчет массы стального шарика после нагрева

Инструкция: Чтобы решить задачу, необходимо учитывать закон сохранения энергии. Когда спирт нагревается и передает свою энергию шарику, изменяется его температура. Мы можем использовать формулу, которая связывает изменение тепловой энергии с изменением температуры и массой тела. В этом случае, формула имеет вид:

Q = mcΔT,

где Q - изменение тепловой энергии, m - масса тела, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Для стали удельная теплоемкость примерно равна 0,45 Дж/г·⁰C. При изменении температуры от 20 ⁰C до 350 ⁰C, ΔT равно 330 ⁰C. Заменяя известные значения в формулу, получаем:

Q = (5 г)(0,45 Дж/г·⁰C)(330 ⁰C) = 742,5 Дж.

Теперь можем рассчитать массу шарика. Так как нет потерь тепла, то тепловая энергия, переданная спирту, равна тепловой энергии, полученной шариком. Используем формулу:

Q = mcΔT,

где Q - изменение тепловой энергии, m - масса шарика, c - удельная теплоемкость (для стали), ΔT - изменение температуры.

Теперь подставляем известные значения:

742,5 Дж = (m)(0,45 Дж/г·⁰C)(330 ⁰C).

Решив уравнение относительно массы шарика, получаем:

m = 742,5 Дж / [(0,45 Дж/г·⁰C) * 330 ⁰C)] ≈ 6,37 г.

Таким образом, масса стального шарика составляет примерно 6,37 г.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с определением удельной теплоемкости, законом сохранения энергии и с упражнениями на расчет изменения тепловой энергии и массы при изменении температуры.

Закрепляющее упражнение: Если удельная теплоемкость алюминия равна 0,9 Дж/г·⁰C, и его масса составляет 50 г, насколько энергии (в Дж) нужно потратить, чтобы нагреть его от 25 ⁰C до 150 ⁰C?

Тема занятия: Расчет массы стального шарика при изменении температуры

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для рассчета массы вещества с использованием закона сохранения энергии. Формула выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT

где Q - количество переданной теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче мы знаем, что количество переданной теплоты (Q) равно количеству использованного спирта, то есть 5 г. Также нам известны начальная температура (20 ⁰C) и конечная температура (350 ⁰C). Нам нужно найти массу стального шарика (m).

Для решения этой задачи нам потребуется знать удельную теплоемкость стали (c), которая составляет около 0,466 Дж/(г*°C) для стальных сплавов.

Таким образом, мы можем использовать формулу, чтобы найти массу стального шарика:

5 г = m * 0,466 Дж/(г*°C) * (350 ⁰C - 20 ⁰C)

Теперь мы можем решить это уравнение и найти массу стального шарика.

Например: Найдите массу стального шарика, если при нагреве от 20 ⁰C до 350 ⁰C на спиртовке было использовано 5 г спирта.

Совет: При решении этой задачи обратите внимание на единицы измерения, чтобы убедиться, что они согласуются. В данном случае, температура измеряется в градусах Цельсия, а масса - в граммах. Удельная теплоемкость также имеет свои единицы измерения, поэтому важно быть внимательным при расчетах.

Ещё задача: При нагреве спиртовкой от 10 ⁰C до 90 ⁰C используется 3 г глицерина. Определите массу медного шарика, если известно, что удельная теплоемкость меди составляет 0,385 Дж/(г*°C). Не учитывайте потери тепла.