Внутренний латунный сосуд калориметра, масса которого 120 г, содержит 160 мл воды при 92 °С. В воду погрузили шар из металлического сплава массой 85 г при 39 °С, после чего в калориметре установилась температура 87 °C. Как определить удельную теплоемкость сплава?

Физика 8 класс Теплопередача и теплоемкость внутренний латунный сосуд калориметр масса 120 г 160 мл воды температура 92 °С шар из металлического сплава масса 85 г температура 39 °С температура 87 °C удельная теплоемкость сплава физика 8 класс теплообмен термодинамика задачи по физике расчет теплоемкости Новый

Для решения задачи о нахождении удельной теплоемкости сплава, нам нужно воспользоваться принципом сохранения энергии. В данном случае, тепло, потерянное горячими телами (водой и латунным сосудом), будет равно теплу, полученному холодным телом (шаром из сплава).

Давайте обозначим:

• m1 - масса воды = 160 г (так как 1 мл воды = 1 г)
• c1 - удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж/(г·°C)
• T1 - начальная температура воды = 92 °C
• m2 - масса латунного сосуда = 120 г
• c2 - удельная теплоемкость латуни ≈ 0,4 Дж/(г·°C)
• T2 - начальная температура сосуда = 92 °C
• m3 - масса шара из сплава = 85 г
• c3 - удельная теплоемкость сплава (это то, что мы ищем)
• T3 - начальная температура сплава = 39 °C
• T_final - конечная температура = 87 °C

Сначала найдем тепло, потерянное водой и латунным сосудом:

1. Тепло, потерянное водой: Q1 = m1 * c1 * (T1 - T_final)
2. Тепло, потерянное латунным сосудом: Q2 = m2 * c2 * (T2 - T_final)

Теперь подставим значения:

1. Q1 = 160 г * 4,2 Дж/(г·°C) * (92 °C - 87 °C) = 160 * 4,2 * 5 = 3360 Дж
2. Q2 = 120 г * 0,4 Дж/(г·°C) * (92 °C - 87 °C) = 120 * 0,4 * 5 = 240 Дж

Теперь найдем общее тепло, потерянное водой и сосудом:

Q_total = Q1 + Q2 = 3360 Дж + 240 Дж = 3600 Дж

Теперь найдем тепло, которое получил шар из сплава:

Q3 = m3 c3 (T_final - T3)

По принципу сохранения энергии: Q_total = Q3. Подставим известные значения:

3600 Дж = 85 г c3 (87 °C - 39 °C)

Теперь подставим значение температуры:

3600 Дж = 85 г c3 48 °C

Теперь решим уравнение для c3:

1. c3 = 3600 Дж / (85 г * 48 °C)
2. c3 = 3600 / 4080
3. c3 ≈ 0,882 Дж/(г·°C)

Таким образом, удельная теплоемкость сплава составляет примерно 0,882 Дж/(г·°C).