В сосуд с водой массой 250 г при температуре 1-18°С опустили медную горку массой 100 г, нагретую до 1-90°С. После этого в сосуде установилась температура 1-20°С. Удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость меди - 380 Дж/(кг·К). Как можно вычислить теплоемкость сосуда?

Физика 11 класс Теплообмен и теплоемкость теплоемкость сосуда физика 11 класс задача по физике теплообмен уравнение тепла медная горка температура воды удельная теплоёмкость расчет температуры термодинамика Новый

Для того чтобы вычислить теплоемкость сосуда, необходимо воспользоваться законом сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, отданное горячим телом, равно количеству теплоты, полученному холодным телом и сосудом.

Давайте обозначим:

• m1 - масса воды = 250 г = 0,25 кг
• c1 - удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг·К)
• T1 - начальная температура воды = 18 °C
• m2 - масса меди = 100 г = 0,1 кг
• c2 - удельная теплоемкость меди = 380 Дж/(кг·К)
• T2 - начальная температура меди = 90 °C
• Tf - конечная температура системы = 20 °C
• Cсосуд - теплоемкость сосуда (которую мы ищем)

Теперь запишем уравнение теплового баланса:

Количество теплоты, отданное медью:

Qмедь = m2 * c2 * (T2 - Tf)

Количество теплоты, полученное водой:

Qвода = m1 * c1 * (Tf - T1)

Количество теплоты, полученное сосудом:

Qсосуд = Cсосуд * (Tf - T1)

Согласно закону сохранения энергии, имеем:

Qмедь = Qвода + Qсосуд

Подставим выражения для Qмедь, Qвода и Qсосуд:

m2 * c2 * (T2 - Tf) = m1 * c1 * (Tf - T1) + Cсосуд * (Tf - T1)

Теперь подставим известные значения:

1. Qмедь = 0,1 * 380 * (90 - 20) = 0,1 * 380 * 70 = 2660 Дж
2. Qвода = 0,25 * 4200 * (20 - 18) = 0,25 * 4200 * 2 = 2100 Дж

Теперь подставим эти значения в уравнение:

2660 = 2100 + Cсосуд * (20 - 18)

Упростим уравнение:

2660 = 2100 + Cсосуд * 2

Теперь вычтем 2100 из обеих сторон:

2660 - 2100 = Cсосуд * 2

560 = Cсосуд * 2

Теперь разделим обе стороны на 2:

Cсосуд = 280 Дж/К

Таким образом, теплоемкость сосуда составляет 280 Дж/К.