Тело, нагретое до температуры 100 °с, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. начальная температура калориметра с водой 23 °с. после установления теплового равновесиятемпература тела и воды стала равна 30 °с. определите массу тела, если удельная теплоемкость вещества, из которого сделано тело, равна 187 дж/(кг*к). теплоемкостью калориметра пренебречь.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Масса тела составляет приблизительно 0.45 кг. ️ Шаг 1: Анализ условия и запись уравнения теплового баланса Для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса. Согласно закону сохранения энергии, количество теплоты Q1cap Q sub 1, отданное нагретым телом, равно количеству теплоты Q2cap Q sub 2, полученному водой: Q1=Q2cap Q sub 1 equals cap Q sub 2Формула для расчета количества теплоты: Q=cm(tktn)cap Q equals c m open paren t sub k minus t sub n close parenГде ccудельная теплоемкость, mmмасса, а Δtdelta t — изменение температуры. ️ Шаг 2: Вывод формулы для поиска массы тела Запишем выражения для обоих процессов:

  1. Охлаждение тела: Q1=c1m1(t1θ)cap Q sub 1 equals c sub 1 m sub 1 open paren t sub 1 minus theta close paren Нагревание воды: Q2=c2m2(θt2)cap Q sub 2 equals c sub 2 m sub 2 open paren theta minus t sub 2 close paren
    Здесь θ=30 Ctheta equals 30 raised to the composed with power C — конечная температура системы, c2=4200 Дж/(кгК)c sub 2 equals 4200 Дж/(кг center dot К) — удельная теплоемкость воды.
    Приравняем 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 parenВыразим массу тела m1m sub 1:
    m1=c2m2(θt2)c1(t1θ)m sub 1 equals the fraction with numerator c sub 2 m sub 2 open paren theta minus t sub 2 close paren and denominator c sub 1 open paren t sub 1 minus theta close paren end-fraction

️ Шаг 3: Вычисление итогового значения Переведем массу воды в систему СИ: 200 г=0.2 кг200 г equals 0.2 кг. Подставим числовые значения в формулу: m1=42000.2(3023)187(10030)m sub 1 equals the fraction with numerator 4200 center dot 0.2 center dot open paren 30 minus 23 close paren and denominator 187 center dot open paren 100 minus 30 close paren end-fraction m1=840718770m sub 1 equals the fraction with numerator 840 center dot 7 and denominator 187 center dot 70 end-fraction m1=5880130900.44919 кгm sub 1 equals 5880 over 13090 end-fraction is approximately equal to 0.44919 кг Ответ: Масса тела равна 0.45 кг (или 450 г). Подскажите, нужно ли рассчитать погрешность или учесть теплоемкость самого калориметра, если она будет задана?

Форма ответа

Ваш аватар