Какова удельная теплоемкость вещества, если некоторое количество вещества массой 220 г было нагрето до температуры
Какова удельная теплоемкость вещества, если некоторое количество вещества массой 220 г было нагрето до температуры 330°C и помещено в алюминиевую чашку калориметра массой 90 г, содержащего 150 г воды при температуре 11,5°C? Конечная температура, измеренная стеклянным термометром массой 17 г, составляет 33,8°C. Термометр имел начальную температуру 20°C.
11.12.2023 05:29
Удельная теплоемкость вещества (C) - это количество теплоты, требующееся для повышения температуры единицы массы данного вещества на один градус Цельсия. Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения теплоты.
Сумма теплоты, переданной нагреваемому веществу и всем остальным компонентам системы, должна быть равна сумме полученной теплоты.
Для расчета удельной теплоемкости вещества мы используем следующую формулу:
Q1 + Q2 = (m1 * C * delta T1) + (m2 * Cp * delta T2)
Где:
Q1 - теплота, переданная нагреваемому веществу
Q2 - теплота, переданная остальным компонентам системы (как в этом случае - алюминиевой чашке калориметра, воде и стеклянному термометру)
C - удельная теплоемкость вещества (искомое значение)
m1 - масса нагреваемого вещества
delta T1 - изменение температуры нагреваемого вещества
m2 - сумма масс остальных компонентов системы
Cp - удельная теплоемкость остальных компонентов
delta T2 - изменение температуры остальных компонентов
Используя данную формулу и предоставленные данные, мы можем рассчитать удельную теплоемкость вещества. Осуществим расчет:
Q1 = (m1 * C * delta T1) = (220 г * C * (330°C - 20°C))
Q2 = (m2 * Cp * delta T2) = ((90 г + 150 г + 17 г) * Cp * (33,8°C - 11,5°C))
Теперь, с помощью уравнения сохранения теплоты, установим равенство между Q1 и Q2:
(m1 * C * delta T1) = ((90 г + 150 г + 17 г) * Cp * (33,8°C - 11,5°C))
Зная, что Cp (алюминия) = 0,897 J/g*°C и Cp (воды) = 4,18 J/g*°C, можем решить уравнение и определить удельную теплоемкость вещества.