Яка вага столової ложки, якщо для нагрівання її з 20 °С до 80 °С було витрачено таку ж кількість тепла, що виділяється

Содержание: Тепловая ёмкость и её вычисление

Инструкция:
Для вычисления веса столовой ложки в данной задаче, мы должны использовать понятие тепловой ёмкости. Тепловая ёмкость - это величина, которая характеризует способность вещества поглощать или отдавать тепло. В данной задаче, мы знаем, что количество тепла, которое было витрачено на нагрев столовой ложки, равно количеству тепла, которое выделяется при охлаждении 200 граммов воды. Это говорит о том, что тепловая ёмкость столовой ложки и воды одинакова.

Тепловая ёмкость вычисляется по формуле:
Q = m * c * ΔT

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - теплоёмкость вещества и ΔT - изменение температуры.

Таким образом, мы можем сформулировать уравнение, где Q1 - количество тепла, которое было витрачено на нагрев столовой ложки, m1 - масса столовой ложки, c1 - теплоёмкость столовой ложки, ΔT1 - изменение температуры столовой ложки. Аналогично, Q2 - количество тепла, которое выделяется при охлаждении 200 граммов воды, m2 - масса воды, c2 - теплоёмкость воды, ΔT2 - изменение температуры воды.

Исходя из условия задачи, Q1 = Q2 и ΔT1 = ΔT2. Тепловая ёмкость столовой ложки и воды одинакова, поэтому c1 = c2. Рассмотрим уравнение:

m1 * c1 * ΔT1 = m2 * c2 * ΔT2

Так как ΔT1 = ΔT2 и m1 = m2, то можно сократить формулу до:

c1 = c2

Таким образом, тепловая ёмкость столовой ложки равна тепловой ёмкости воды.

Пример: Количество тепла, которое было витрачено на нагрев столовой ложки массой 50 граммов с теплоёмкостью 0.4 Дж/г°C при изменении температуры на 60°C равно количеству тепла, которое выделилось при охлаждении 200 граммов воды. Найдите тепловую ёмкость воды.

Совет: Чтобы лучше понять понятие тепловой ёмкости, рекомендуется провести эксперименты на практике. Произведите нагрев разных веществ и измерьте изменение температуры и количество витратившегося тепла. Сравните результаты и определите зависимость между величинами.

Проверочное упражнение: Вафельница массой 500 граммов была нагрета с температуры 20°C до 120°C. Вычислите тепловую ёмкость вафельницы, если количество тепла, которое было витрачено на нагрев, составило 2200 Дж.