Похожие вопросы
2024-11-24 20:01:24
Какой будет конечная температура воды объемом 0,8 л в медном калориметре массой 0,7 кг, если ее начальная температура составляет 12 градусов по Цельсию, и в калориметр будет введено 0,05 кг водяного пара при 100 градусах по Цельсию?
Физика 9 класс Теплообмен и калориметрия конечная температура воды медный калориметр начальная температура водяной пар физика 9 класс теплообмен термодинамика задачи по физике
2024-11-24 20:01:43
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии, который гласит, что сумма теплот, переданных между телами, равна нулю. В нашем случае тепло, переданное водяным паром, будет равно теплу, полученному водой и медным калориметром.
Давайте обозначим:
- m1 - масса воды = 0,8 кг (поскольку 1 л воды весит 1 кг)
- c1 - удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг·°C)
- T1 - начальная температура воды = 12 °C
- m2 - масса медного калориметра = 0,7 кг
- c2 - удельная теплоемкость меди = 385 Дж/(кг·°C)
- T2 - начальная температура медного калориметра = 12 °C (предполагаем, что он изначально в равновесии с водой)
- m3 - масса водяного пара = 0,05 кг
- c3 - удельная теплоемкость водяного пара = 2010 Дж/(кг·°C)
- T3 - начальная температура водяного пара = 100 °C
- Tf - конечная температура системы (что мы хотим найти)
Теперь запишем уравнение теплового баланса:
- Тепло, отданное водяным паром: Qпара = m3 * c3 * (T3 - Tf)
- Тепло, полученное водой: Qвода = m1 * c1 * (Tf - T1)
- Тепло, полученное медным калориметром: Qкалориметр = m2 * c2 * (Tf - T2)
Согласно закону сохранения энергии:
Qпара = Qвода + QкалориметрПодставим выражения для тепла:
m3 * c3 * (T3 - Tf) = m1 * c1 * (Tf - T1) + m2 * c2 * (Tf - T2)Теперь подставим известные значения:
0,05 * 2010 * (100 - Tf) = 0,8 * 4200 * (Tf - 12) + 0,7 * 385 * (Tf - 12)Упростим уравнение:
100,5 * (100 - Tf) = 3360 * (Tf - 12) + 269,5 * (Tf - 12)Теперь объединим все члены:
100,5 * 100 - 100,5 * Tf = (3360 + 269,5) * Tf - (3360 + 269,5) * 12Сложим и упростим:
10050 - 100,5 * Tf = 3629,5 * Tf - 40578Переносим все Tf на одну сторону:
10050 + 40578 = 3629,5 * Tf + 100,5 * TfСкладываем числа:
50528 = 3730 * TfТеперь делим обе стороны на 3730:
Tf = 50528 / 3730 ≈ 13,5 °CТаким образом, конечная температура воды в медном калориметре составит примерно 13,5 градуса Цельсия.
