Question

В термос, теплоёмкостью которого можно пренебречь, налито 0,16 кг воды при температуре 13°C. После того, как в воду опустили предмет массой 717 г и с температурой 183°C, в термосе установилась температура 40°C. Определи удельную теплоёмкость материала, из которого сделан предмет.

Answer 1

Для решения данной задачи, нам понадобятся знания о законе сохранения энергии и формуле для вычисления тепловой емкости тела. Закон сохранения энергии гласит, что потеря тепла одного тела равна приобретению тепла другим телом. Тепловая емкость тела вычисляется по следующей формуле: Q = mcΔT, где Q - количество тепла, переданное или поглощенное телом, m - масса тела, c - удельная теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры тела. Изначально температура воды равна 13°C. После опускания предмета в термос, температура установилась на 40°C. Из условия задачи, предмет имеет массу 717 г и температуру 183°C. Рассчитаем количество тепла, которое этот предмет передал воде: Q1 = mcΔT1, где m = 717 г, c - удельная теплоемкость материала, ΔT1 = 40°C - 183°C = -143°C. Так как выполняется закон сохранения энергии, количество тепла, поглощенное водой, равно количеству тепла, переданного предметом: Q1 = Q2, где Q2 - количество тепла, поглощенное предметом. Теперь можем рассчитать удельную теплоемкость материала предмета: Q2 = mcΔT2, где m = 717 г, ΔT2 = 40°C - 13°C = 27°C. Зная, что Q1 = Q2, можем записать: mcΔT1 = mcΔT2. Теперь можем сократить массу: cΔT1 = cΔT2. Далее, имея ΔT1 и ΔT2: ΔT1 = -143°C, ΔT2 = 27°C, можем выразить удельную теплоемкость материала: c = ΔT2 / ΔT1. Подставляем значения: c = 27°C / -143°C. Переведем температуры в Кельвины: c = 27 K / (-143 K). Вычислим: c ≈ -0.189. Физический смысл отрицательного значения удельной теплоемкости заключается в том, что предмет поглощает тепло и нагревается при контакте с водой, вместо его отдачи. Ответ: Удельная теплоемкость материала предмета равна примерно -0.189.