Как можно найти удельную теплоемкость вещества, если тело массой 450 г, нагретое до температуры 100 °С, поместили в калориметр с 200 г воды при начальной температуре 23 °С, и после достижения теплового равновесия температура тела и воды стала 30 °С? Теплоемкостью калориметра пренебречь.

Физика 11 класс Теплообмен и удельная теплоемкость удельная теплоёмкость физика 11 класс теплообмен калориметр задача по физике температура теплоемкость вещества расчет теплоемкости тепловое равновесие Новый

Для нахождения удельной теплоемкости вещества, нам необходимо воспользоваться законом сохранения энергии, который в данном случае гласит, что количество теплоты, отданное телом, равно количеству теплоты, полученному водой.

Давайте обозначим:

• m1 - масса тела (450 г = 0.45 кг);
• c1 - удельная теплоемкость тела (которую мы ищем);
• T1 - начальная температура тела (100 °C);
• T равновесия - температура после достижения теплового равновесия (30 °C);
• m2 - масса воды (200 г = 0.2 кг);
• c2 - удельная теплоемкость воды (4.18 кДж/(кг·°C));
• T2 - начальная температура воды (23 °C).

Количество теплоты, отданное телом, можно выразить как:

Q1 = m1 * c1 * (T1 - T равновесия)

Количество теплоты, полученное водой, будет:

Q2 = m2 * c2 * (T равновесия - T2)

Согласно закону сохранения энергии:

Q1 = Q2

Подставим наши выражения:

m1 * c1 * (T1 - T равновесия) = m2 * c2 * (T равновесия - T2)

Теперь подставим известные значения:

0.45 * c1 * (100 - 30) = 0.2 * 4.18 * (30 - 23)

Упростим уравнение:

0.45 * c1 * 70 = 0.2 * 4.18 * 7

Теперь вычислим правую часть уравнения:

0.2 * 4.18 * 7 = 5.828

Теперь у нас есть:

0.45 * c1 * 70 = 5.828

Теперь решим это уравнение для c1:

c1 = 5.828 / (0.45 * 70)

Посчитаем:

c1 = 5.828 / 31.5 ≈ 0.185 кДж/(кг·°C)

Таким образом, удельная теплоемкость вещества составляет примерно 0.185 кДж/(кг·°C).