Какова удельная теплоемкость воды, исходя из данных остатка льда после установления теплового равновесия?

Предмет вопроса: Удельная теплоемкость воды

Разъяснение: Удельная теплоемкость воды - это количество теплоты, требуемое для нагрева единицы массы воды на один градус Цельсия. Она является важной физической величиной и определяется следующим образом:

\( C = \frac{Q}{m \cdot \Delta T} \)

где:
\( C \) - удельная теплоемкость воды,
\( Q \) - количество теплоты, переданное воде,
\( m \) - масса воды,
\( \Delta T \) - изменение температуры воды.

Для определения удельной теплоемкости воды, используя данные об остатке льда после установления теплового равновесия, можно применить следующий алгоритм:

1. Измерьте массу льда.
2. Расчитайте количество теплоты, переданное льду для его плавления, используя формулу \( Q = m \cdot L \), где \( L \) - удельная теплота плавления льда.
3. Запишите количество теплоты, переданное льду как отрицательное значение, так как это теплота, потерянная системой в данном случае.
4. Измерьте массу оставшейся воды.
5. Измерьте температуру оставшейся воды.
6. Рассчитайте изменение температуры воды.
7. Используя полученные данные в формуле удельной теплоемкости воды, рассчитайте ее значение.

Пример:
Масса льда: 500 г
Масса оставшейся воды: 200 г
Температура оставшейся воды: 25 °C
Удельная теплота плавления льда: 334 кДж/кг

1. \( Q = 500 \cdot 334 = -167000 \) Дж (отрицательное значение, так как это потеря теплоты)
2. Изменение температуры воды: \( \Delta T = 25 - 0 = 25 \) °C
3. \( C = \frac{-167000}{200 \cdot 25} = -13,36 \) Дж/(г °C)

Совет: Для лучшего понимания удельной теплоемкости воды, можно провести дополнительные эксперименты, измерив изменение температуры воды при различных величинах добавленного тепла.

Проверочное упражнение: Масса льда составляет 250 г, масса оставшейся воды - 150 г, исходная температура оставшейся воды - 15 °C. Рассчитайте удельную теплоемкость воды в этом случае. Удельная теплота плавления льда равна 333,5 кДж/кг.