Question

При помещении в калориметр, содержащего 200 г воды, медного цилиндра температура цилиндра уменьшилась на 7 °С, а температура воды возросла на 1 °С. Пренебрегая теплопотерями в калориметре, рассчитайте массу цилиндра.

Answer 1

Для решения данной задачи необходимо применить законы сохранения. Согласно закону сохранения энергии, количество тепла, переданного объему воды, равно количеству тепла, переданного цилиндру. Количество тепла, переданное объекту, можно вычислить с помощью формулы:

Q = mcΔT

где Q - количество тепла (в джоулях), m - масса (в кг), c - удельная теплоемкость (в Дж/кг °С), ΔT - изменение температуры (в °С).

В нашем случае объектом, которому передано количество тепла, является вода. Теплоемкость воды составляет примерно 4186 Дж/кг °С. Поэтому уравнение для воды будет выглядеть следующим образом:

Q1 = m1 * c * ΔT1

где Q1 - количество тепла, переданное воде, m1 - масса воды (в данной задаче равна 200 г = 0,2 кг), ΔT1 - изменение температуры воды (равно +1 °С).

Аналогично, для цилиндра получим следующее уравнение:

Q2 = m2 * c * ΔT2

где Q2 - количество тепла, переданное цилиндру, m2 - масса цилиндра (известная величина, которую мы и хотим найти), ΔT2 - изменение температуры цилиндра (равно -7 °С).

Так как количество тепла, переданного в оба объекта, одинаково, то:

Q1 = Q2

Подставляем выражения для Q1 и Q2:

m1 * c * ΔT1 = m2 * c * ΔT2

m1 * ΔT1 = m2 * ΔT2

m2 = (m1 * ΔT1) / ΔT2

m2 = (0,2 кг * 1 °С) / -7 °С

m2 = -0,2 кг * (1/7)

m2 = -0,2 / 7

m2 ≈ -0,02857 кг

Ответ: Масса цилиндра равна примерно -0,02857 кг.

Объяснение: Получившееся значение массы цилиндра отрицательно, что не имеет физического смысла. Вероятно, в задаче допущена ошибка или указаны некорректные данные. Рекомендуется проверить условие задачи или обратиться к преподавателю для уточнения.