Тема
Какова удельная теплоемкость твердого тела на основе проведенных опытов? В эксперименте, чтобы определить это значение
Какова удельная теплоемкость твердого тела на основе проведенных опытов? В эксперименте, чтобы определить это значение, была использована калориметрия. Вначале в калориметр была налита вода массой 150 г, которая имела начальную температуру 20°С. Затем было взвешено твердое тело, масса которого оказалась 80 г. После этого тело было прикреплено к нитке и погружено в кипящую воду, которая нагревалась до 100 °С. После быстрой передачи твердого тела в калориметр прошло некоторое время, и температура как воды, так и тела стала одинаковой, составив 24 °С. На основе этих данных необходимо вычислить удельную теплоемкость твердого тела.
03.12.2023 18:51
Написать свой ответ:
Объяснение: Удельная теплоемкость твердого тела определяется путем измерения изменения температуры тела и окружающей среды при передаче тепла. В данном случае для определения удельной теплоемкости была использована методика калориметрии.
Изначально в калориметр была налита вода массой 150 г с начальной температурой 20°С. Затем было взвешено твердое тело массой 80 г. Далее твердое тело было прикреплено к нитке и погружено в кипящую воду, температура которой достигла 100 °С. После этого твердое тело было быстро перенесено в калориметр, и через некоторое время температура как воды, так и тела стала одинаковой и составила 24 °С.
Для вычисления удельной теплоемкости твердого тела воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество переданного тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Используя известные значения, подставим их в формулу:
Qводы = mводы * cводы * ΔTводы,
Qтела = mтела * cтела * ΔTтела.
Поскольку тепло, потерянное телом, равно теплу, поглощенному водой, получим:
Qводы = -Qтела,
mводы * cводы * ΔTводы = -mтела * cтела * ΔTтела,
cтела = (mводы * cводы * ΔTводы) / (mтела * ΔTтела).
Подставим известные значения:
cтела = (150 г * 4,18 Дж/г·°C * (24 °С - 20 °С)) / (80 г * (24 °С - 100 °С)).
Выполнив вычисления, получим значение удельной теплоемкости твердого тела.
Пример: Какова удельная теплоемкость твердого тела, если вода в калориметре массой 150 г, начальной температурой 20 °С, и твердое тело массой 80 г после нагревания до 100 °С достигло равновесия с водой при температуре 24 °С?
Совет: При выполнении подобных задач обратите внимание на консервацию энергии - количество переданного тепла равно количеству поглощенного тепла другим телом.
Задача для проверки: Если в калориметре находится 200 г воды начальной температурой 25 °С, и при добавлении массы 100 г тела известной удельной теплоемкости, температура равновесия стала 40 °С, какова удельная теплоемкость этого тела?