При измерении удельной теплоемкости алюминия образец мас¬сой 100 г был нагрет в кипящей воде, а затем опущен в 100 г воды при температуре 20 °с. в результате теплообмена устано¬вилась температура 35 °с. чему равна удельная теплоемкость алюминия? удельная теплоемкость воды равна 4200 дж/(кг•к). тепловыми потерями пренебречь. ответ округлите до десятых

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Удельная теплоемкость алюминия составляет 969,2 Дж/(кг·К). Шаг 1: Сбор и систематизация данных Для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса. Сначала переведем массу образца и воды в систему СИ (килограммы) и определим начальные температуры:

  • Масса алюминия: m1=100 г=0,1 кгm sub 1 equals 100 г equals 0 comma 1 кг Начальная температура алюминия (кипящая вода): t1=100 Ct sub 1 equals 100 raised to the composed with power C Масса воды в калориметре: m2=100 г=0,1 кгm sub 2 equals 100 г equals 0 comma 1 кг Начальная температура воды: t2=20 Ct sub 2 equals 20 raised to the composed with power C Конечная температура смеси: θ=35 Ctheta equals 35 raised to the composed with power C Удельная теплоемкость воды: c2=4200 Дж/(кгК)c sub 2 equals 4200 Дж/(кг center dot К)

Шаг 2: Составление уравнения теплового баланса Так как тепловыми потерями можно пренебречь, количество теплоты, отданное алюминием ( Q1cap Q sub 1), равно количеству теплоты, полученному водой ( Q2cap Q sub 2): Q1=Q2cap Q sub 1 equals cap Q sub 2Формулы для расчета теплоты: Q1=c1m1(t1θ)cap Q sub 1 equals c sub 1 m sub 1 open paren t sub 1 minus theta close paren Q2=c2m2(θt2)cap Q sub 2 equals c sub 2 m sub 2 open paren theta minus t sub 2 close parenГде c1c sub 1 — искомая удельная теплоемкость алюминия. Объединим выражения: c1m1(t1θ)=c2m2(θt2)c sub 1 m sub 1 open paren t sub 1 minus theta close paren equals c sub 2 m sub 2 open paren theta minus t sub 2 close parenШаг 3: Вычисление искомой величины Выразим c1c sub 1 из уравнения: c1=c2m2(θt2)m1(t1θ)c sub 1 equals the fraction with numerator c sub 2 m sub 2 open paren theta minus t sub 2 close paren and denominator m sub 1 open paren t sub 1 minus theta close paren end-fraction Подставим числовые значения: c1=42000,1(3520)0,1(10035)=42001565c sub 1 equals the fraction with numerator 4200 center dot 0 comma 1 center dot open paren 35 minus 20 close paren and denominator 0 comma 1 center dot open paren 100 minus 35 close paren end-fraction equals the fraction with numerator 4200 center dot 15 and denominator 65 end-fraction c1=6300065969,2307c sub 1 equals 63000 over 65 end-fraction is approximately equal to 969 comma 2307 Округляя до десятых, получаем 969,2. Ответ: Удельная теплоемкость алюминия равна 969,2 Дж/(кг·К). Хотите рассчитать погрешность этого измерения, сравнив полученный результат с табличным значением для алюминия?

Форма ответа

Ваш аватар