Прочитай текст задачи и ответь на вопрос. В стакан с лимонадом объёмом 200 мл и температурой 20 °C Маша кинула охлаждающий кубик массой 50 г и температурой −20 °C. Температура лимонада стала равной 15 °C. Чему равна удельная теплоёмкость кубика? Плотность лимонада прими равной плотности воды.

Физика 8 класс Теплопередача и теплоемкость физика 8 класс задача по физике удельная теплоёмкость теплообмен температура лимонад охлаждающий кубик масса кубика плотность воды расчет температуры термодинамика учебное задание физические задачи Новый

Давайте разберем задачу по шагам, чтобы найти удельную теплоёмкость кубика. Мы будем использовать закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты, отданное одним телом, равно количеству теплоты, полученному другим телом.

Шаг 1: Определение известных величин

• Объём лимонада: 200 мл (что равно 200 г, так как плотность лимонада равна плотности воды, а плотность воды 1 г/мл).
• Температура лимонада до добавления кубика: 20 °C.
• Температура лимонада после добавления кубика: 15 °C.
• Масса кубика: 50 г.
• Начальная температура кубика: -20 °C.
• Конечная температура кубика: 15 °C (так как он достиг равновесной температуры с лимонадом).
• Удельная теплоёмкость воды: 4200 Дж/(кг·°C).

Шаг 2: Вычисление количества теплоты, отданного лимонадом

• Формула для количества теплоты: Q = c * m * ΔT, где c — удельная теплоёмкость, m — масса, ΔT — изменение температуры.
• Для лимонада: Q_вода = 4200 Дж/(кг·°C) * 0.2 кг * (15 °C - 20 °C) = -4200 Дж/(кг·°C) * 0.2 кг * 5 °C = -4200 Дж.

Шаг 3: Вычисление количества теплоты, полученного кубиком

• Для кубика: Q_кубик = c_кубик * m_кубик * ΔT_кубик, где c_кубик — искомая удельная теплоёмкость кубика.
• Изменение температуры кубика: ΔT_кубик = 15 °C - (-20 °C) = 35 °C.
• Q_кубик = c_кубик * 0.05 кг * 35 °C.

Шаг 4: Применение закона сохранения энергии

• Количество теплоты, отданное лимонадом, равно количеству теплоты, полученному кубиком: -4200 Дж = c_кубик * 0.05 кг * 35 °C.

Шаг 5: Решение уравнения для нахождения удельной теплоёмкости кубика

1. c_кубик = -4200 Дж / (0.05 кг * 35 °C).
2. c_кубик = -4200 Дж / 1.75 кг·°C.
3. c_кубик = -2400 Дж/(кг·°C).

Таким образом, удельная теплоёмкость кубика равна 2400 Дж/(кг·°C). Знак минус указывает на то, что энергия была получена кубиком, но в данном контексте нас интересует абсолютное значение удельной теплоёмкости: 2400 Дж/(кг·°C).