В холодную воду массой 2 килограмма с температурой 10 °С опускают брусок массой 1 килограмм, нагретый до 100 градусов. Какова удельная теплоемкость материала, из которого изготовлен брусок, если через некоторое время температура воды и бруска стала равной 15 градусов?

Физика 9 класс Теплопередача и теплообмен удельная теплоёмкость физика 9 класс теплота теплообмен температура холодная вода брусок масса теплоемкость материала расчет термодинамика уравнение тепла температура воды температура бруска изменение температуры Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии, который в данном случае гласит, что теплота, переданная бруском воде, равна теплоте, которую потерял брусок. Мы можем записать это уравнение следующим образом:

Q_бруска = Q_воды

Где:

• Q_бруска - теплота, которую отдал брусок;
• Q_воды - теплота, которую получила вода.

Теплота, переданная бруском, рассчитывается по формуле:

Q_бруска = m_бруска * c_бруска * (T_нач,бруска - T_кон,бруска)

А теплота, полученная водой, рассчитывается так:

Q_воды = m_воды * c_воды * (T_кон,воды - T_нач,воды)

Где:

• m_бруска - масса бруска (1 кг);
• c_бруска - удельная теплоемкость бруска (то, что мы ищем);
• T_нач,бруска - начальная температура бруска (100 °С);
• T_кон,бруска - конечная температура бруска (15 °С);
• m_воды - масса воды (2 кг);
• c_воды - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°С));
• T_кон,воды - конечная температура воды (15 °С);
• T_нач,воды - начальная температура воды (10 °С).

Теперь подставим известные значения в формулы:

Для бруска:

Q_бруска = 1 * c_бруска * (100 - 15) = 1 * c_бруска * 85

Для воды:

Q_воды = 2 * 4200 * (15 - 10) = 2 * 4200 * 5 = 42000 Дж

Теперь приравняем Q_бруска и Q_воды:

1 * c_бруска * 85 = 42000

Теперь решим это уравнение для c_бруска:

c_бруска = 42000 / 85

Теперь вычислим значение:

c_бруска ≈ 494.12 Дж/(кг·°С)

Таким образом, удельная теплоемкость материала, из которого изготовлен брусок, составляет примерно 494.12 Дж/(кг·°С).