Как найти удельную теплоемкость металлического бруска массой 100 грамм, который был нагрет до 100 градусов Цельсия и помещен в алюминиевый калориметр с водой, после того как температура в калориметре установилась на уровне 16 градусов Цельсия? Как, пользуясь таблицей, определить, какой это металл, если масса калориметра составляет 140 грамм, а масса воды – 250 грамм при начальной температуре 15 градусов Цельсия? Прошу помочь!

Физика 9 класс Теплообмен и удельная теплоёмкость удельная теплоёмкость металлический брусок калориметр вода температура масса таблица металлов физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, потерянное горячим телом, равно количеству теплоты, полученному холодным телом. В данном случае, горячим телом является металлический брусок, а холодными телами - вода и алюминиевый калориметр.

Шаги решения:

1. Определим известные данные:
• Масса металлического бруска (m1) = 100 г = 0.1 кг
• Начальная температура бруска (T1) = 100 °C
• Температура в калориметре после установления равновесия (T2) = 16 °C
• Масса калориметра (m2) = 140 г = 0.14 кг
• Начальная температура калориметра (T3) = 15 °C
• Масса воды (m3) = 250 г = 0.25 кг
• Начальная температура воды (T4) = 15 °C
2. Запишем уравнение для сохранения энергии:

Количество теплоты, отданное бруском, равно количеству теплоты, полученному калориметром и водой:

m1 * c * (T1 - T2) = m2 * c_Al * (T2 - T3) + m3 * c_H2O * (T2 - T4)

где c - удельная теплоемкость металла, c_Al - удельная теплоемкость алюминия (примерно 900 Дж/(кг·°C)), c_H2O - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°C)).

3. Подставим известные значения:

100 г * c * (100 °C - 16 °C) = 140 г * 900 Дж/(кг·°C) * (16 °C - 15 °C) + 250 г * 4200 Дж/(кг·°C) * (16 °C - 15 °C)

4. Преобразуем уравнение:

0.1 kg * c * 84 °C = 0.14 kg * 900 Дж/(кг·°C) * 1 °C + 0.25 kg * 4200 Дж/(кг·°C) * 1 °C

5. Посчитаем количество теплоты для калориметра и воды:

Для алюминиевого калориметра:

Q_Al = 0.14 kg * 900 Дж/(кг·°C) * 1 °C = 126 Дж

Для воды:

Q_H2O = 0.25 kg * 4200 Дж/(кг·°C) * 1 °C = 1050 Дж

6. Теперь подставим значения в уравнение:

0.1 kg * c * 84 °C = 126 Дж + 1050 Дж

0.1 kg * c * 84 °C = 1176 Дж

7. Решим уравнение для поиска c:

c = 1176 Дж / (0.1 kg * 84 °C)

c = 1176 / 8.4 ≈ 140 Дж/(кг·°C)

Теперь, когда мы нашли удельную теплоемкость металла, мы можем обратиться к таблице удельных теплоемкостей различных металлов, чтобы определить, какой это металл. Если в таблице мы найдем, что удельная теплоемкость, близкая к 140 Дж/(кг·°C), соответствует, например, свинцу, то это и будет ответом на ваш вопрос.