Какова плотность камня p, если его масса m=200 г, объем сосуда V=500 мл, температура воды после погружения камня
Какова плотность камня p, если его масса m=200 г, объем сосуда V=500 мл, температура воды после погружения камня увеличилась на 6 С, а температура камня снизилась на 64 С? Учитывайте, что плотность воды p0=1г/см3, удельная теплоемкость воды С0=4,2 кДж/(кг*С), и удельная теплоемкость камня С=0,8 кДж/(кг*С). Считайте, что камень полностью погружен в воду и пренебрегайте теплоемкостью сосуда и теплообменом с окружающей средой.
27.11.2023 16:55
Инструкция: Плотность камня p может быть найдена, используя формулу плотности, которая определяется как отношение массы камня m к его объему V.
Плотность (p) = Масса (m) / Объем (V)
В данной задаче, известно, что масса камня m равна 200 г и объем сосуда V составляет 500 мл.
Сначала необходимо преобразовать объем из миллилитров в сантиметры кубические, поскольку плотность обычно измеряется в г/см³. Для этого используем соотношение: 1 мл = 1 см³.
Объем (V) = 500 мл = 500 см³
Теперь, используя известные значения, подставим их в формулу и решим:
Плотность (p) = Масса (m) / Объем (V)
p = 200 г / 500 см³
Вычислим результат:
p ≈ 0,4 г/см³
Таким образом, плотность камня приближенно равна 0,4 г/см³.
Например: Найдите плотность камня, если его масса составляет 200 г, а объем сосуда, в котором он был погружен, - 500 мл.
Совет: Помните, что для расчета плотности нужно знать массу и объем тела. Обратите внимание на единицы измерения и, при необходимости, преобразуйте их, чтобы обеспечить согласованность.
Закрепляющее упражнение: Найдите плотность железного шарика, масса которого составляет 250 г, а его объем равен 100 см³.
Пояснение:
Плотность материала определяется как отношение его массы к его объему. Формула для расчета плотности выглядит следующим образом: p = m / V, где p - плотность, m - масса, V - объем.
В данной задаче нам дана масса камня (m = 200 г) и объем сосуда (V = 500 мл). Однако, объем камня нам неизвестен. Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон сохранения теплоты.
Известно, что при погружении камня в воду происходит теплообмен между ним и водой, причем уравновешенное состояние достигается при снижении температуры камня и повышении температуры воды.
Для решения задачи, мы должны использовать уравнение: mкамень * Cкамень * ∆Tкамень = mвода * Cводы * ∆Tводы, где mкамень и mвода - массы камня и воды соответственно, Cкамень и Cводы - удельные теплоемкости камня и воды соответственно, а ∆Tкамень и ∆Tводы - изменения температуры камня и воды соответственно.
Используя данную формулу и данные из задачи, мы можем решить ее шаг за шагом и вычислить плотность камня.
Доп. материал:
Для решения задачи используем следующую формулу: p = m / V
Первым шагом вычислим изменение температуры воды (∆Tводы):
∆Tводы = Ткамня - Тводы = -64°С - 6°С = -70°С
Теперь вычислим изменение массы воды (∆mводы):
∆mводы = mводы * Cводы * ∆Tводы = 500г * 4,2кДж/(кг*С) * (-70°С) = -147 000 Дж = -147 кДж
Изменение массы камня (∆mкамень) равно изменению массы воды (∆mводы):
∆mкамень = ∆mводы = -147 кДж
Выразим массу камня через плотность:
∆mкамень = p * V = -147 кДж
p = -147 кДж / V = -147 кДж / 500 мл = -0,294 кДж/(мл*С)
Таким образом, плотность камня равна -0,294 кДж/(мл*С).
Совет:
При решении подобных задач, помните, что правильная единица измерения для плотности - г/см³. Если результат получается в другой единице измерения, нужно перевести его в г/см³, чтобы было более удобно сравнивать значения. В данном случае, полученный ответ можно преобразовать из кДж/(мл*С) в г/см³.
Проверочное упражнение:
Что будет с плотностью камня, если его объем уменьшится в два раза и масса увеличится в три раза? Получите ответ в г/см³.