Какую температуру воды tо (в градусах Цельсия) следует найти до начала измерений в калориметре с теплоёмкостью С

Суть вопроса: Метод калориметрии

Объяснение:
В данной задаче нам нужно найти исходную температуру воды to до погружения в калориметр. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, полученное термометром. Используем формулу:

Qо = Со * (t2 - t),

где Qо - количество теплоты, Со - теплоемкость термометра, t2 - температура после погружения, t - начальная температура воздуха.

Подставляя известные значения, получаем:

Qо = 4 * (12,4 - 25) = -98,4 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, отданное водой. Используем формулу:

Qв = С * (to - t2),

где Qв - количество теплоты, С - теплоемкость калориметра, to - начальная температура воды, t2 - температура после погружения.

Подставляя известные значения, получаем:

Qв = 25 * (to - 12,4).

Так как система изолирована, количество теплоты, полученное термометром, должно быть равно количеству теплоты, отданному водой:

Qо = Qв.

Подставляя выражения для Qо и Qв, получаем:

4 * (12,4 - 25) = 25 * (to - 12,4).

Решим полученное уравнение относительно to:

-98,4 = 25to - 310.

25to = -98,4 + 310,

25to = 211,6,

to = 8,46 °C.

Ответ округляем до целого значения:

to ≈ 8 °C.

Совет: Для успешного решения задач по калориметрии, важно хорошо знать законы сохранения энергии и количество теплоты, а также уметь применять их в ситуациях, когда система изолирована.

Ещё задача:
В калориметре с теплоемкостью С = 30 Дж/°C находится 200 г воды температурой t = 80 °C. В калориметр опускают кусочек металла массой 50 г и температурой t2 = 200 °C. Какая будет итоговая рабочая температура системы? Удельная теплоемкость металла См = 0,5 Дж/°C. Ответ округлите до целого значения.

Тема: Расчет температуры воды в калориметре.

Объяснение: Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу теплообмена. Первым шагом будет найти количество теплоты, которое передается от калориметра к воде и термометру. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔt,

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

Сначала посчитаем количество теплоты, переданное от калориметра к воде:

Q1 = mc1Δt1,

где c1 - удельная теплоемкость калориметра, Δt1 - изменение температуры калориметра.

Затем посчитаем количество теплоты, переданное от термометра к воде:

Q2 = mc2Δt2,

где c2 - удельная теплоемкость термометра, Δt2 - изменение температуры термометра.

Из условия задачи известно, что термометр показывал температуру t2 = 12,4 °C после погружения, температура воздуха в помещении t = 25 °С, масса воды t = 25 г, удельная теплоемкость воды c = 4,2 кДж/(кг- °С), удельная теплоемкость калориметра c1 = 25 Дж/°C, удельная теплоемкость термометра c2 = 4 Дж/°C.

Сначала посчитаем количество теплоты, переданное от калориметра к воде:

Q1 = mc1Δt1 = (25 г)(25 Дж/°C)(Т2 - 25 °C),

где Δt1 = Т2 - 25 °C.

Затем посчитаем количество теплоты, переданное от термометра к воде:

Q2 = mc2Δt2 = (25 г)(4 Дж/°C)(12,4 °C - Т2),

где Δt2 = 12,4 °C - Т2.

Согласно закону сохранения энергии, количество теплоты, переданное от калориметра к воде, должно быть равным количеству теплоты, переданной от термометра к воде:

Q1 = Q2.

Подставим значения и решим уравнение:

(25 г)(25 Дж/°C)(Т2 - 25 °C) = (25 г)(4 Дж/°C)(12,4 °C - Т2).

Решив данное уравнение, найдем значение температуры воды tо.

Демонстрация: По заданию найти температуру воды tо, основываясь на известных значениях удельной теплоемкости воды (c), массы воды (m), температуры воздуха (t), массы калориметра (m1), удельной теплоемкости калориметра (c1), массы термометра (m2), удельной теплоемкости термометра (c2) и изменении температур (Δt1 и Δt2).

Совет: Чтобы лучше понять данный материал, рекомендуется обратить внимание на формулу теплообмена и ее применение в данной задаче. Также рекомендуется внимательно запомнить значения удельной теплоемкости различных веществ, а также следить за единицами измерения в задаче, чтобы правильно выполнить все необходимые расчеты.

Задача для проверки: Найдите значение температуры воды tо согласно задаче, используя приведенные выше формулы и известные значения. Ответ округлите до целого значения.