В алюмінієвому калориметрі масою 50 г є 200 г води, яка має початкову температуру 20 градусів Цельсія. Спускають

Тема вопроса: Питомая теплоемкость

Пояснение: Питомая теплоемкость (C) - это количество теплоты (Q), необходимое для нагревания одного грамма вещества на один градус Цельсия. Питомая теплоемкость вычисляется по формуле:

C = Q / (m * ΔT)

где:
C - питомая теплоемкость,
Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
ΔT - изменение температуры.

В данной задаче у нас имеется алюминиевый калориметр массой 50 г с 200 г воды, которая имеет начальную температуру 20 градусов Цельсия. Также у нас есть металлическая шариковая помассой 400 г, начальная температура которой равна 80 градусам Цельсия. При температуре 30 градусов Цельсия достигается тепловое равновесие.

Для определения питомой теплоемкости вещества в шарике можно воспользоваться законом сохранения теплоты:

Q1 + Q2 = 0

Q1 - количество теплоты, переданное воде
Q2 - количество теплоты, переданное шарику

Поскольку мы знаем массу и начальную/конечные температуры, можно рассчитать количество теплоты, перешедшее из воды в шарик:

Q1 = m1 * C1 * ΔT1
Q2 = m2 * C2 * ΔT2

где:
m1 - масса воды,
C1 - питомая теплоемкость воды,
ΔT1 - изменение температуры воды,
m2 - масса шарика,
C2 - питомая теплоемкость шарика,
ΔT2 - изменение температуры шарика.

С учетом того, что тепловое равновесие достигается при температуре 30 градусов Цельсия, можно записать:

Q1 = Q2

m1 * C1 * ΔT1 = m2 * C2 * ΔT2

Необходимо определить питомую теплоемкость шарика C2. Для этого мы знаем следующие значения:
m1 = 200 г (масса воды),
C1 = 4.18 Дж/(г°С) (питомая теплоемкость воды),
ΔT1 = 30 - 20 = 10 градусов Цельсия (изменение температуры воды),
m2 = 400 г (масса шарика),
ΔT2 = 30 - 80 = -50 градусов Цельсия (изменение температуры шарика).

Подставим известные значения в формулу для Q1 и Q2:

200 * 4.18 * 10 = 400 * C2 * (-50)

Решим уравнение относительно C2:

C2 = (200 * 4.18 * 10) / (400 * (-50))

C2 ≈ - 0.52Дж/(г°С)

Таким образом, питомая теплоемкость вещества в шарике составляет приблизительно -0.52 Дж/(г°С). Знак "-" указывает на то, что данное вещество имеет отрицательную теплоемкость.

Совет: При решении задач с питомой теплоемкостью всегда обращайте внимание на правильную выборку единиц измерения и знаки температурных изменений. Также рекомендуется увеличить точность вычислений, используя большее количество знаков после запятой.

Практика: Определите питомую теплоемкость алюминиевого калориметра из задачи, если известно, что количество теплоты, передаваемое калориметру при смешивании веществ, равно 1000 Дж, а изменение температуры составляет 5 градусов Цельсия. Масса воды в калориметре равна 150 г.